Você está aqui: Página Inicial curitiba Estrutura do Câmpus Diretorias Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Mestrado e Doutorado CPGEI Edital de Defesas 2013 CPGEI (Mestrado): Eduardo Ledoux Rosa-23/08/13

CPGEI (Mestrado): Eduardo Ledoux Rosa-23/08/13

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 23/08/2013
das 14h00 até 17h00
Onde Sala B205
Nome do Contato Prof. Flávio Neves Junior
Participantes Prof. Flávio Neves Junior, Dr. Orientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Flávio Neves Junior, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Gideon Villar Leandro, Dr. - UFPR
Prof. Cezar Otaviano Ribeiro Negrão, Dr. - UTFPR
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Projeto de controle e otimização de um sistema de geração de vapor com múltiplas caldeiras com simulação dinâmica

Resumo: Este trabalho propõe desenvolver um projeto de controle de um sistema de geração de vapor composto por múltiplas caldeiras que contemple a otimização do consumo de combustível do sistema. Para atingir este objetivo, deve-se combinar um controle regulatório eficiente de uma caldeira e um mecanismo divisor de carga eficiente para que cada caldeira opere com a confiabilidade normalmente requerida, aliado a um ponto ótimo de consumo de combustível. Esta dissertação apresenta: a modelagem dinâmica de uma caldeira aquatubular industrial; a implementação computacional do modelo dinâmico de uma caldeira aquatubular em Matlab; o projeto de controle de uma caldeira aquatubular no sistema de automação 800xA envolvendo a definição de estratégias de controle, a comunicação do sistema de automação com o modelo da planta no Matlab, uma avaliação sobre algumas técnicas de sintonia, bem como a sua simulação dinâmica e resultados; o problema de otimização para minimização do consumo de total de combustível de um sistema de geração de vapor com múltiplas caldeiras, bem como a avaliação de sua resolução com modelagem por uma abordagem de Programação Linear Inteira Mista; e o projeto de controle de um sistema com múltiplas caldeiras, envolvendo também a simulação dinâmica. Com base nos experimentos simulados considerou-se que a estratégia de controle proposta neste trabalho tem desempenho satisfatório, principalmente pelo fato de que a inclusão do bloco divisor de carga não acarretou prejuízo na característica de rejeição de perturbações, o que encoraja estudos posteriores com o objetivo de se ter uma utilização prática.
Palavras-chave: caldeira aquatubular, modelagem dinâmica, controle, otimização.

Multiple boiler steam generation system control and optimization with dynamic simulation

Abstract: This study proposes to develop a control project for a multiple boilers steam generation system that includes fuel optimization. To achieve that, it must combine an efficient boiler regulatory control and an efficient mechanism for load allocation to each boiler in order to operate with normally required reliability and combined with optimum fuel consumption. This dissertation presents: dynamic modeling of an industrial watertube boiler; computational implementation of the dynamic watertube Boiler model in Matlab, the control design of a watertube Boiler in 800xA automation system involving the definition of control strategies, communication of the 800xA automation system with the plant model in Matlab, an evaluation of some techniques for PID tuning including dynamic simulation results, the optimization problem to minimize the total fuel consumption of a multiple boilers steam generation system, as well as the assessment of their resolution with Mixed Integer Linear Programming modeling approach, and control design of a multiple boilers system, also involving dynamic simulation. Based on simulated experiments it was found that the control strategy proposed in this work has satisfactory performance, mainly because of the inclusion of the divider block load did not affect the rejection of disturbances characteristic, which encourages further studies with objective of practical use.
Keywords: watertube boiler, dynamic modeling, control, optimization.

Lista de publicações:
Rosa, E. L.; de Souza, J. P. P.; Schneider, G. A.; Acosta, S. M.; de Arruda, L. V. R. & Neves Junior, F. UNINDO A TEORIA E A PRÁTICA NO ENSINO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL E CONTROLE DE PROCESSOS XL Congresso brasileiro de educação em Engenharia, 2012.

Rosa, E. L.; de Arruda, L. V. R. & Neves Junior, F. AN MILP APPROACH TO OPTIMUM LOAD ALLOCATION IN A MULTIPLE BOILERS SYSTEM XLV Simpósio brasileiro de pesquisa operacional, 2013 (a ser publicado).

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