Planta didática SMAR PD3: modelagem, simulação e ajuste dos parâmetros do controlador de temperatura do tanque de mistura

Abstract

O trabalho teve por objetivo implementar um controle de temperatura no tanque de mistura da planta SMAR PD3. As modelagens teórica e experimental do tanque foram realizadas, assim como a sintonia do controlador PI. Para a modelagem experimental, os parâmetros da função de transferência do processo de mistura no tanque foram determinados através da análise das curvas de variação da temperatura no tanque em resposta a degraus aplicados na vazão fria nos valores de 100, 200 e 400 L.h^-1. A sintonia do controlador PI foi realizada para o volume intermediário do tanque e, em seguida, o controle foi validado experimentalmente na planta. Três sintonias foram determinadas com respostas satisfatórias, especialmente a sintonia 2 (KC = -2250 e τI = 88), que atingiu o set-point desejado em menos de 4 minutos, para processos onde uma resposta mais rápida é desejada e a sintonia 3 (KC = -1875 e τI = 88) para processos onde oscilações não são desejadas ou não são permitidas.

The objective of the present work was to implement a temperature control in the mixing tank of the SMAR PD3 plant. The theoretical and experimental models of the tank were performed, as well as the tuning of the PI controller. For the experimental modeling, the parameters of the transfer function of the mixing process in the tank were obtained by analyzing the temperature variation curves in the tank in response to steps applied in the cold flow in the values of 100, 200 and 400 L.h^-1. The tuning of the PI controller was performed for the medium volume of the tank and then the control was validated experimentally in the plant. Three tunings were determined with satisfactory responses, especially tuning 2 (KC = -2250 e τI = 88), which reached the desired set-point in less than 4 minutes, for processes where a faster response is desired and tuning 3 (KC = - 1875 e τI = 88) for processes where oscillations are not desired or not allowed.