ImplementaÃÃo de controle adaptativo com base em rede neural a uma coluna de destilaÃÃo

AUTOR(ES)

Antonio Fernando AraÃjo Britto

DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo estudar mÃtodos baseados em InteligÃncia Artificial (IA), em particular, as Redes Neurais Artificiais (RNA), aplicados em controle de processos. O sistema a ser estudado à composto de uma coluna de destilaÃÃo existente na planta da PETROFLEX de Cabo de Santo Agostinho, a qual faz parte do sistema de purificaÃÃo de solvente. O principal processo de produÃÃo da PETROFLEX se dà atravÃs da reaÃÃo de polimerizaÃÃo do Butadieno-1,3 formando a borracha sintÃtica. Ocorre atravÃs do mecanismo conhecido como polimerizaÃÃo aniÃnica em soluÃÃo em presenÃa de um iniciador, onde o solvente, principalmente constituÃdo de N-Hexano e Ciclohexano, à o meio no qual a reaÃÃo ocorre. A mistura de borracha sintÃtica e solvente, conhecida como cemento à encaminhada para um sistema onde o solvente à separado da borracha e em seguida, à enviado ao sistema de purificaÃÃo de solvente. A funÃÃo do sistema em estudo à remover impurezas representadas por compostos leves, na faixa de 4 Ãtomos de carbono, que contaminando a corrente de solvente traz grandes perturbaÃÃes ao sistema de reaÃÃo. Esses sÃo principalmente o cis-Buteno-2 e o prÃprio Butadieno-1,3 nÃo convertido. Embora, em si nÃo sejam contaminantes, sua presenÃa normalmente està associada a teores bastante diminutos de outros compostos altamente indesejÃveis como os acetilenos (Etilacetileno, Vinilacetileno ou Metilacetileno). A coluna de destilaÃÃo opera com seus controladores ajustados em valores fixos, devido ao fato de nÃo se conhecer a todo instante a composiÃÃo da carga e a de fundo da coluna. Isto nem sempre produz bons resultados e na maior parte do tempo gasta-se mais energia que o necessÃrio. PropÃe-se, entÃo, a implementaÃÃo de um sistema de controle que deverà se ajustar Ãs diferentes condiÃÃes de operaÃÃo, como uma conseqÃÃncia da variaÃÃo da composiÃÃo da carga. O trabalho foi constituÃdo de trÃs etapas : Na primeira, utilizou-se o simulador de processos ASPEN PLUSâ para simular e validar as condiÃÃes operacionais da coluna de destilaÃÃo; na segunda, utilizou-se o conjunto de dados gerados pelo simulador para realizar a identificaÃÃo do processo via uma rede neural (RNA). Na terceira, foi implementado um controlador adaptativo, onde o sinal de processo para o controlador vem da RNA. O simulador de processos ASPEN PLUSâ se baseia em modelos fenomenolÃgicos. A RNA a ser implementada e treinada, tomarà por base os dados gerados por este simulador, numa etapa denominada de identificaÃÃo do processo, resultando em mais agilidade à obtenÃÃo dos dados necessÃrios ao treinamento da rede. O controle do processo, denominado de Controle Adaptativo farà uso desta rede, que serà responsÃvel pela prediÃÃo do sinal de controle. O controlador adaptativo baseado no modelo de rede neural, modifica a sintonia do controlador da variÃvel controlada atuando de acordo com o critÃrio especificado, enquanto ao mesmo tempo, o sinal de processo para o controlador adaptativo à predito pelo modelo de rede neural. Os resultados obtidos pelo simulador demonstraram um alto grau de compatibilidade com as condiÃÃes reais da planta, dando boa representatividade ao processo. A RNA tambÃm apÃs treinada e validada apresentou um erro inferior a 0,9 %. De posse destas informaÃÃes, realizou-se a implementaÃÃo de um controlador adaptativo para a vazÃo de refluxo da coluna de destilaÃÃo, onde definiu-se equaÃÃes relacionando os parÃmetros de sintonia do controlador ao teor de leves na corrente de carga da coluna. A opÃÃo de implementaÃÃo de um controlador adaptativo na coluna de destilaÃÃo da PETROFLEX deverà proporcionar uma melhor estabilidade na qualidade das especificaÃÃes dos produtos da coluna devido à maior sensibilidade que este tipo de controle apresenta, adequando-se melhor Ãs perturbaÃÃes e apresentando uma performance superior ao controle regulatÃrio padrÃo baseado em controladores PID (Proporcional-Integral-Derivativo)

ASSUNTO(S)

controle adaptativo coluna de destilaÃÃo rede neural engenharia quÃmica engenharia quimica

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