Control Fuzzy Columna Destilacion Binarias

Control Fuzzy de una columna de destilación Binaria.

Fase de Investigación

Programa Doctorado Ingeniería de sistemas y automática U.N.E.D.

Antonio Torrents Odin, 2007 Directora del trabajo: Matilde Santos Peñas

1. 2.

Introducción.............................................. 4 Un clásico, la destilación ................................ 9
2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.1.72.1.8 Zonas de la columna ............................................ 10 Ecuaciones. .................................................... 11 Balances de masa en el tanque de condensado. ................... 11 Balances de masa en el plato superior (n=NT). .................. 11 Balances de masa en el plato n-ésimo.(n=2. .NF-1, NF+1 ,...NT-1) 11 Balances de masa en el plato de Alimentación NF................ 11 Balances de masa en el 1er plato (n=1) ......................... 12 Balances de masa en el Calderín ................................ 12 Control Concentración de Destilado ............................. 13 Control Concentración de Bajos ................................. 13

1.1. Adición de acoplamientos a un PID-Fuzzy....................... 6

2.1. Mecanismo dedestilación...................................... 9

3. 4.

Esquema de Control ....................................... 13
3.1.1 3.1.2

Efecto del reflujo y VApor ............................... 14

4.1. Diagrama de McCabe Thiele.................................... 14 4.2. Curva de Equilibrio (negro).................................. 14 4.3. Recta de rectificación (en verde)............................ 154.3.1 4.4.1 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 Modificación del Reflujo ....................................... 16 Modificación de Vapor .......................................... 17 Comportamientos no lineales .................................... Influencia de R en la Curva de agotamiento ..................... Influencia de Vapor en el Reflujo. ............................. Casos.......................................................... 18 19 19 20

4.4. Recta de agotamiento (morado)................................ 17 4.5. Interacciones entre las 2 curvas de control.................. 18

5.

Modelo empleado .......................................... 21

5.1. Variables Externas........................................... 21 5.2. Consignas.................................................... 215.3. Parámetros de diseño......................................... 21 5.4. Aproximaciones:.............................................. 21

6.

PID Inicial .............................................. 23
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 Concentración de destilado (XD) ............................... Curva Bajos .................................................... Interacción entre los 2 lazos:................................ Corrección del diagrama de Fases ............................... 23 24 24 25

6.2. 1ª Aproximación, PI –incremental de Buckley.................. 25 6.3. PID-Fuzzy (Genérico)......................................... 28
6.3.1 Fuzzy genérico con interacción ................................ 31

2

T.Investigación-Control Fuzzy Columna destilacion Página 3 de 42 7.Conclusiones............................................. 36 8. 9. 10. 11. 12. Trabajo Futuro ........................................... 37 ANEXO I .- Nomenclatura .................................. 38 ANEXO II.-Constantes empleadas ........................... 39 ANEXO III .- Ganancias aproximadas ....................... 40
11.1.1 11.1.2 Modulo a lo largo de la curva................................ 40 Angulo a lo largo de la curva ................................ 40

ANEXO IV Bibliografía .................................... 42

A.Torrents

T.Investigación-Control Fuzzy Columna destilacion 1. INTRODUCCIÓN La casuística habitual al intentar diseñar el control de una planta es la siguiente.
Sistema Control

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(1) Modelo Conocido No (3) Yes Planta Piloto? FUZZY...