Abstract:
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A lo largo de este proyecto se desarrolla un estudio para la implementación de
una estrategia de control que controle correctamente la temperatura en la sal de salida de
la sala de células donde se realiza el proceso de electrólisis de dicha sal. Para alcanzar
este objetivo se dispone de dos variables de control: un caudal de sal recirculado desde
la salida de la sala de células hasta un par de intercambiadores de calor, colocados en
paralelo entre sí, así como otro caudal de un circuito externo de agua destinado a otros
dos intercambiadores de calor también colocados en paralelo entre sí.
Con el objeto de analizar el sistema de control se diseñan modelos teóricos de
los intercambiadores de calor así como de la sala de células. Dichos modelos se ajustan
a partir de datos reales obtenidos directamente de la planta, determinando parámetros
desconocidos y minimizando el error entre modelo y realidad. A partir de estos modelos
se configuran otros modelos reducidos que se emplean en el diseño del sistema de
control.
Se plantea una estrategia de control con dos controladores en cascada: uno
primario que controla la temperatura de salida de la sal en la sala de células y otro
controlador secundario en lazo interno que actúa sobre los intercambiadores de calor. El
controlador primario se plantea como un PID con estructura “antiwindup” y parámetros
variables establecidos mediante diseño por “gain scheduling” (GS). La solución propuesta
se hace necesaria ya que el sistema planteado es un sistema de control en cascada en el
que existe algún elemento integrador por lo que, como se demuestra, aparece el efecto
de “windup” integral debido a la saturación de los intercambiadores de calor, en este
caso. Por otro lado, en base al conocimiento de parte de la señal de perturbación para la
sala de células, se diseña una solución “feedforward” sobre el controlador primario.
Por otra parte, el controlador secundario se diseña como un PI de parámetros
constantes en base a criterios de diseño robusto, solución que se muestra como
suficiente y adecuada.
Finalmente se analiza la simulación, se realiza la validación de modelos y se
dispone la puesta en marcha sobre control distribuido Rosemount. |