AJUSTE DO CONTROLE DE TEMPERATURA EM UM REATOR DE POLIMERIZAÇÃO EM BATELADA DEPENDENDO DO MODO DE OPERAÇÃO E DA VAZÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE – IMC E REAÇÕES EXOTÉRMICAS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.21575/25254782rmetg2023vol8n21622

Keywords:

Controle. IMC. PID. Reator. Temperatura.

Abstract

O projeto de um controlador de temperatura para processos de polimerização em batelada apresenta alguns desafios devido à alta geração de calor e ao aumento da viscosidade do meio reacional típico dessas reações. Este trabalho apresenta o projeto e a implementação de dois tipos de controladores de temperatura para um reator batelada que utiliza água como fluido refrigerante. Uma torre de resfriamento e uma caldeira são usadas para resfriar e/ou aquecer o fluido de resfriamento, respectivamente. Para verificar a robustez do controle, a vazão do fluido refrigerante foi alterada de uma reação para a outra. A mudança entre os modos de operação (isotérmico e isoperibólico) e alimentação de reagentes durante a reação também foram analisados e considerados como perturbações no sistema. Um modelo para o processo a partir de dados reais foi estimado e a função de transferência dos controladores foi definida. No caso da estrutura PID (Proporcional, Integral e Derivativo) a ação derivativa foi desconsiderada por exigir um forte desempenho das válvulas automáticas reduzindo sua vida útil. A estrutura do tipo IMC (Internal Model Control) garantiu a estabilidade do sistema mesmo durante a existência de perturbações.

Author Biographies

  • Marcelo Esposito, Professor Marcelo Esposito / Universidade Federal da Fronteira Sul - UFFS - Campus ErechimRodovia ERS 135 - KM 72 - Nº 200Caixa Postal 764 - Erechim - Rio Grande do Sul/RS - BrasilCEP: 99700-970

    Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade do Estado de Santa Catarina (2003), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (2006) e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (2010). Atualmente é Professor Associado na Universidade Federal da Fronteira Sul / Campus Erechim. Tem experiência nas áreas de Engenharia Elétrica e Engenharia Química, com ênfase na conversão das energias solar e eólica em energia elétrica.

    Trabalhou de 2010 a 2018 como professor efetivo dos cursos de Engenharia de Controle e Automação e Engenharia Eletrônica da Universidade Federal de Pelotas, em 2019 foi removido para a Universidade Federal da Fronteira Sul.

  • Rafael Magalhães Sales, Engenheiro de Controle e Automação, Universidade Federal de Pelotas.
    Rafael Magalhães Sales. Modelagem e projeto de controlador PID por métodos gráficos para um sistema de levitação magnética e estudo de caso de um robô pêndulo invertido com o uso de giroscópio. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso. (Graduação em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Federal de Pelotas. Orientador: Marcelo Esposito.
  • Thiago Raphael Dos Anjos Farias, Engenheiro de Controle e Automação, Universidade Federal de Pelotas.
    THIAGO RAPHAEL DOS ANJOS FARIAS. Controle de Motor de Indução Trifásico por Abordagem de Estrutura a Modelo Interno. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso. (Graduação em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Federal de Pelotas. Orientador: Sigmar de Lima.
  • Carlos Alberto Claumann, Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Departamento de Engenharia Química.

    Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (1996), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (1999) e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (2003). Tem experiência na área de Engenharia Química, com ênfase em Processos de Polimerização, atuando principalmente nos seguintes temas: algoritmos genéticos, controle de processos, redes neurais, redes neurais recorrentes e processos de polimerização.

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2023-07-31

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Vol. 8 No. 2 (2023)

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Artigos Gerais

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