Control difuso para una planta piloto de secado por lecho fluidizado

REVISTA FACULTAD DE INGENIERÍA, U.T.A. (CHILE), VOL 1, 2003, pp. 49-53
CONTROL DIFUSO PARA UNA PLANTA PILOTO DE SECADO POR LECHO
FLUIDIZADO
Flavio Torres V.1 Carlos Muñoz P.2 Iván Velásquez B.3 Carolina Shene V.4
Recibido el 04 de junio de 2003, aceptada el 31 de diciembre de 2003.
RESUMEN
En este trabajo se presenta un control difuso proporcional-prealimentado (CDPP) aplicado a un procesode secado por
lecho fluidizado de material húmedo. El CDPP se somete a diferentes experimentos y se compara ventajosamente con
el control difuso proporcional-integral (CDPI). Los experimentos realizados permiten observar que el CDPP tiene un
mejor comportamiento que el CDPI, ya que con él no se observan oscilaciones en la salida, aspecto clave para el
correcto funcionamiento del proceso desecado por fluidización.
Palabras claves: Lecho fluidizado, control fuzzy, restricciones.
ABSTRACT
In this work a fuzzy feedforward proportional control (FFPC) applied to a process of fluidized bed dryer of humid
material is presented. The FFPC is submitted to different experiments and is adventagously compared with the fuzzy
proportional- integral control (FPIC). The experiments show that theFFPC has a better behavior that the FPIC, since
there is no evidence of output oscilations, key aspect for the correct functioning of the process of fluidized bed dryer.
Keywords: Fuidized bed, fuzzy inference, constraints
1 Universidad de La Frontera, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Casilla 54-D, Temuco, Chile. Fono (45) 325534. E-mail: ftorres@ufro.cl
2 Universidad de la Frontera , Dr.en ciencias de la Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile
3 Universidad Federico Santa María, Magister en Procesos Químicos, Universidad Federico Santa María.
4 Universidad de Santiago de Chile, Dr. en Ciencias de la Ingeniería, Universidad de Chile.
INTRODUCCIÓN
El secado por fluidización es una técnica para eliminar
la humedad de un sólido mediante el paso de un gas, ólíquido, a través de un lecho donde se encuentra
depositado el sólido. La velocidad del fluido debe ser tal
que los sólidos “floten” en él. La aplicación de ésta
técnica se encuentra en numerosos procesos físicos
metalúrgicos y químicos [1], [2]. La principal variable a
controlar es la temperatura del lecho.
En el proceso de fluidización es vital mantener la
temperatura constante, preestablecidapor un operador,
durante todo el tiempo que dura el secado, por lo tanto
se requiere un control de temperatura para neutralizar
las perturbaciones (temperatura del medio ambiente,
contenido de humedad de los materiales, etc.)
El Instituto de Agroindustrias de la Universidad de la
Frontera de Chile posee un secador de lecho fluidizado
al nivel de planta piloto que permite ensayar condiferentes materiales, principalmente de tipo afrecho. En
este proceso los sólidos húmedos del lecho son secados
por inyección de aire caliente A su vez el aire caliente
se obtiene al hacer pasar aire del medio ambiente a
través de una cámara de calefactores eléctricos. Por lo
tanto, la temperatura al interior del lecho se gobierna
regulando la potencia de los calefactores.
Los calefactoreseléctricos funcionan sólo en estado ON
y OFF. Bajo estas condiciones se probaron diferentes
estrategias de control para gobernar la potencia de los
calefactores. Buscando la simplicidad y el bajo costo, en
Medina [3] se controló la temperatura al interior del
lecho mediante un control ON/OFF de los calefactores.
No obstante su simplicidad, este control produce
oscilaciones excesivas en latemperatura del lecho
debido al retardo inherente asociado a éste tipo de
proceso, lo que impide alcanzar mayores índices de
calidad requeridos para el producto final del proceso de
secado.
En el presente trabajo se demuestra que se consigue una
notable mejoría al cambiar el control ON/OFF por
control continuo. Sin embargo para lograr lo anterior,
sin modificar la actuación existente, se optó...