Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:50:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:03:54Z : No. of bitstreams: 1 138350.pdf: 15645593 bytes, checksum: 891e24c8d67ce5211d0df4171f41cb48 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T07:01:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:38:17Z : No. of bitstreams: 1 171638.pdf: 3731059 bytes, checksum: 282c3d195439bba6632ae0a562576456 (MD5) / Nos dias de hoje, a universidade possui um sério problema a ser resolvido, o desafio de conciliar as disciplinas clássicas e avançadas, importantes para aperfeiçoar o conhecimento do aluno com o ensino de controle. O Laboratório de Controle de Processos (LCP) da Universidade Federal de Santa Catarina, desenvolve atividades de pesquisa de projeto e implementação de processos de baixo custo em escala de laboratório. Usando estes processos, é possível avaliar comportamentos servo e regulatório em aulas de laboratório e, também, em pesquisas por alunos de graduação e pós-graduação. Estes processos devem seguir uma série de pré-requisitos de projeto e construção para que possam ser utilizados de forma integral nas aulas de laboratório, representando de uma forma fiel, os conceitos teóricos de controle adquiridos pelos alunos em sala de aula.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2869_DissertacaoMestradoFabiodeBorbaSanchotene.pdf: 7490548 bytes, checksum: 0d51aead3915265dfc4789789bd93d5f (MD5) Previous issue date: 2009-04-08 / Este documento contempla os resultados de estudos que buscaram o desenvolvimento e a simulação de um modelo completo de um sistema de controle do nível de molde de uma planta real de lingotamento contínuo, considerando, para tal, um estudo específico sobre o comportamento dos distúrbios identificados e comuns a esse processo industrial, o desenvolvimento de controladores específicos de diferentes estratégias, objetivando um controle ótimo do processo simulado. No estudo são considerados: os procedimentos para a obtenção de um modelo confiável (por meios de concepção matemática e identificação), a validação do modelo de processo obtido, a demonstração dos distúrbios presentes no processo real considerando também a aplicação (em ambiente simulado) de duas técnicas de controle: controlador preditivo generalizado (GPC) e PID convencional sobre o modelo levantado, incluindo, também, as adaptações necessárias, dependentes da complexidade de redução desses distúrbios, incluindo a utilização de estimador de mínimos quadrados recursivo.

Orientadores: João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira, Ana Maria Frattini Fileti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T03:47:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_AndrePitasseda_M.pdf: 2972168 bytes, checksum: 74e7ec31a3e97ab0d9d409c9d1de8d2a (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: No presente trabalho, foi desenvolvido um sistema de controle adaptativo digital baseado em planejamento da razão de refluxo para a destilação em batelada do binário n.hexano-n.heptano, objetivando o controle da composição molar de topo do componente mais volátil dentro de uma especificação desejada. Para tal projeto, utilizou-se um programa de simulação da coluna de destilação em estudo com operação contínua para caracterização das, etapas da destilação em batelada, através da variação da composição molar de hexano no refervedor, simulando a escassez ocorrida durante a operação em batelada. E pelo método da curva de reação de Cohen e Coon, levantaram-se os perfis dos parâmetros do controlador. O algoritmo de controle foi testado em simulação computacional (off-line) e corrida experimental (on-line) da destilação em batelada. Os ajustes encontrados foram excelentes / Abstract: In this work, a digital adaptative control system was developed based on a reflux rate policy to the batch distillation of the system n-hexane and n-heptane binary, aiming at the control of top molar composition of the more volatile component within a desired specification. For this project, a simulation program of a distillation column under continuous operation was used in order to characterize the steps of the batch distillation, through the variation of the hexane molar composition at the reboiler, simulating the scarcity occured during batch operation. By using the Process Reaction Curve Method of Cohen and Coon, the instantaneous values of the controller parameters were obtained. The control algorithm was tested through computational simulation and in a pilot batch column. The agreement was found to be excellent / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Sandra Lucia da Cruz, João Alexandre F. R. Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T13:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oisiovici_RoniaMarques_M.pdf: 4409740 bytes, checksum: 4164f154c242c905c105f8aac5858d50 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Os benefícios a serem ganhos com a automação de processos em batelada são muitos: aumento de produção, melhoria de qualidade, redução de custos e maior segurança operacional. A destilação em batelada, que está sendo largamente empregada na indústria, oferece grande flexibilidade de operação, porém o seu caráter não-linear e não-estacionário faz com que o controle e a automação se tomem um desafio. Os trabalhos experimentais sobre destilação em batelada são muito poucos, principalmente na área de controle. Além disso, os sistemas estudados apresentam comportamento ideal, não se encontrando nada na literatura a respeito de sistemas não-ideais. Considerando a carência de trabalhos práticos, o interesse pela automação de processos e a crescente importância da destilação em batelada, o presente trabalho estudou experimentalmente a operação de uma coluna de destilação em batelada em escala piloto controlada automaticamente por um microcomputador conectado "on-line" ao processo. A interface entre o micro e o processo foi feita através de uma placa conversora Analógica-Digital/Digital-Analógica (AD/DA). Foram desenvolvidas estratégias de controle para manter constante a composição do destilado (variável controlada) variando-se a razão de refluxo (variável manipulada). A primeira etapa do trabalho consistiu na elaboração de um programa simulador da coluna, com o qual foram testadas diferentes estratégias de controle. Três estratégias que se mostraram eficientes a nível de simulação foram, então, implementadas na prática. São elas: controle adaptativo auto-ajustável, controle por antecipação baseado no balanço de massa e controle proporcional baseado na simulação da coluna. Para implementar experimentalmente os algoritmos de controle, foi necessário considerar alguns aspectos não presentes a nível de simulação, tais como inferência da composição e presença de ruídos nos sinais.Devido ao alto custo e complexidade dos medidores de composição, desenvolveu-se um método para inferência da composição de sistemas binários não-ideais a partir da medida de temperatura. Um termopar foi conectado na base e outro no topo da coluna. Para diminuir o nível de ruído da temperatura lida pelo computador, foram feitos testes com alguns filtros digitais. As sub-rotinas de filtragem digital e inferência da composição foram inseridas no programa de aquisição de dados e controle. A cada período de amostragem, as saídas analógicas dos sensores de temperatura eram amplificadas, convertidas em sinais digitais, lidas e filtradas pelo computador. As temperaturas lidas eram utilizadas para inferência da composição da mistura no refervedor e do vapor no topo da coluna. A partir dos dados atuais e, a depender da estratégia de controle escolhida, dos dados passados, calculava-se a razão de refluxo necessária para manter a pureza do destilado no valor especificado.A razão de refluxo era, então, implementada através de uma válvula magnética controlada pelo computador. Os testes foram feitos com o sistema não-ideal etanol/água e com o sistema ideal etanol/l-propanol. Os três controladores apresentaram bom desempenho. Comparando-se os resultados obtidos com as três estratégias de controle, pode-se concluir que, para uma mesma precisão de controle, a diferença entre os tempos de batelada não é significativa. Porém, o perfil de razão de refluxo do controlador por antecipação é mais suave do que os perfis obtidos com os controladores adaptativo e proporcional. A influência do nível de ruído das medidas de temperatura sobre a inferência da composição depende das propriedades termodinâmicas da mistura a ser destilada. Para o sistema etanol/água na faixa X IND. EtOH > 0,60 , foram observadas grandes oscilações nos valores de composição pois, nesse caso, a precisão de + ou - 1°C não é suficiente para uma boa inferência.No entanto, para o binário etanol/l-propanol, essa precisão mostrou ser adequada para toda faixa de composição (O < ou = X IND. EtOHS < ou = 1,0) / Abstract: The benefits to be gained from automation of batch processes are many: increased production, improved product quality, lower costs and greater safety. Batch distillation, which has been widely used in industry, provides operating flexibility but its non-linear and unsteady behaviour makes control and automation a challenge. Experimental works on batch distillation are rare, mainly in control area, and they are limited to ideal systems. Works with non-ideal systems have not been found in literature. Considering the lack of practical works, the interest in process automation and the growing importance of batch distillation, the present work studied experimentally the operation of a pilot-scale batch distillation column controlled by a microcomputer connected on-line to the process. The interface between the computer and the process was achieved by an AD/DA converter. Control strategies were developed to keep the distillate purity (controlled variable) constant by varying the reflux ratio (manipulated variable). The first step was the development of a batch distillation column simulator to test different control strategies. Simulation results of three controllers were good, so they were implemented experimentally: a self-tuning regulator (STR), a feed forward controller (FC) based on mass balance and a proportional controller (PC) based on simulation results. Some issues which were not taken into account in the column simulation, such as inference of composition and presence of noise, had then to be considered. Because of the high cost and complexity of on-line analysers, a methodology was developed to infer compositions of non-ideal binary systems from temperature measurements. The top column and still temperatures were measured with thermocouples. In order to reduce the noise leveI, different digital filters were implemented and tested. At each sampling period, the computer sent a digital signal to select the top or bottom thermo couple channel. The analogue output signals of the temperature sensors were amplified, converted to digital signals, read and filtered by the computer. The temperature measurements were used to infer the top vapour composition and the still composition. The current data and, depending on the chosen control strategy, the past data were used to calculate the reflux ratio to keep the distillate purity at the set-point. The reflux ratio was then implemented with a magnetic valve controlled by the computer. Tests were carried out with the non-ideal system ethanol/water and with the ideal system ethanol/l-propanol. The three controllers have shown good performance. For the same control accuracy, the difference in batch time was negligible.The main difference was found to be in the reflux ratio profile. The FC's reflux ratio profiles were smoother than the ones obtained with the STR and with the Pc. The influence of the noise of temperature measurements on the inferred compositions depends on the thermodynamic properties of each system. For the ethanol/water system, a higher leveIof oscillationswas present when the top vapour composition was above 0.6 because the available precision of + or ¿ 1ºC was not good enough to infer accurate composition values. However, for the ethanol/l-propanol system, this precision has shown to be suitable for the full composition range / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Leo Pini Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-08-13T10:20:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wu_Shin-Ting_M.pdf: 5110775 bytes, checksum: b619fc888a152b882f4719d3a1fe94f7 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Neste trabalho é proposto um modelo de Dados para aplicação em Controle de Processos, que permite um modelamento preciso da informação ligada a processos; sua motivação deve-se à forte tendência atual de inclusão de Sistemas de Banco de Dados para o tratamento em tempo real do grande volume de informação existente nos Sistemas Automatizados de Controle. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Mauricio Prates de Campos Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:11:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barczak_CzeslauLubomiro_D.pdf: 6088416 bytes, checksum: 88c7746f44719cebb2186511d730018a (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: O problema considerado neste trabalho está relacionado com a implementação de computadores e controladores no controle de processos industriais, em cuja arquitetura prevê-se a inclusão de meios de diagnose e de tratamento de faltas que podem ocorrer durante a fabricação e durante a operação dos sistema, atribuindo-lhe características de tolerância a faltas.O objetivo é a utilização plena de recursos de projeto e de construção de computadores tolerantes a faltas para controle industrial, dentro de certos critérios de limitação desses recursos. No capítulo I, discute-se a obtenção de dados e critérios bem como o estabelecimento de modelos do problema. São estabelecidas definições claras dos diversos elementos necessários para decidir se, onde e como implementar a tolerância a faltas. Uma discussão sobre a terminologia e algumas sugestões são incluídas no capítulo II, para melhor definição de termos em português. Com certa ênfase são discutidos os conceitos de falta, falha e erro, seu diagnóstico e tratamento, bem como as formas de tolerá-los. Algumas soluções já adotadas em sistemas existentes são apresentadas e discutidas no capitulo III. Embora aplicadas, em geral, a situações muito criticas, foram estudada para se obter uma noção mais clara de suas limitações e, incorporar um certo "insight" do problema. No capítulo III, discute-se alguns aspectos de modelagem e do uso de redundâncias em um sistema. Modelos de Markov são explicados, modelos para sistemas tolerantes a faltas são introduzidos, a análise combinatória de sistemas com redundâncias e modelos de Markov para sistemas com reparo são discutidos. Para a análise do comportamento de um sistema com características de tolerância a faltas e no qual se considere as faltas que podem ocorrer durante a sua fabrição bem como durante sua operação, alguns modelos são desenvolvidos e investigados. No capítulo V, desenvolve-se modelos matemáticos para a análise do comportamento de sistemas como acima exposto, considerando que o processo a ser analisado é estocástico em sua natureza, e muito complexo. A escolha de modelos de Markov pôde ser considerada natural. Um grafo de Markov é utilizado e um modelo de equações diferenciais, é estabelecido. Com esses modelos pode-se avaliar o comportamento do sistema em termos de confiabilidade, disponibilidade, ou outros critérios similares. Um modelo geral de Markov é proposto. Na modelagem, considera-se que faltas de fabricação podem incluir falhas de componentes que ocorrem durante o processo de difusão ou outras falhas que ocorrem na fabricação de circuitos integrados. Faltas também podem ocorrer durante a montagem dos circuitos, durante a montagem de subsistemas, e podem incluir, ainda, falhas humanas e erros de projeto (de componentes, de circuitos, de subsistemas). Todas essas falhas são consideradas como faltas de fabricação. Por outro lado, faltas de operação podem incluir falhas de componentes ou subsistemas (faltas de hardware), erros de programação (faltas de software), erros de operação, erros de manutenção, erros de manuseio. Alguns exemplos de aplicação e estudos de casos são apresentados no capitulo VI, acompanhados de uma discussão dos resultados. Conclusões são apresentadas no capitulo VI. Diversas sugestões para futuros trabalhos são também apresentadas no Apêndice A / Abstract: The problem investigated in this work is related to the use of computers and controlers in industrial process controls considering that faults may occur in the system during the manufacture and during the operation on the system. The means used for diagnosis and processing of this kind of faults, and the characteristics of fault-tolerance of the system are also discussed. The target of the work is to enhance the perspectives for design and construction of such fault-tolerant machines for use as controllers in industrial processes, considering some criteria for the limited resources. In chapter I, data and criteria for the design of a fault tolerant computer are presented, and the possibilities of modeling the problem. A review of definitions and of the elements necessary for decisions like if, where and how to implement fault tolerance, is made. A short discussion about the terminology and some suggestions are included in chapter II for a better definition in portuguese. Some emphasis is made in relation to the definitions of the concepts: fault, failure and error, the diagnosis and the means to tolerate them. Some actual solutions are presented in chapter III. These cases are usually applied to very critical situations but, in order to clear the limitations of this solutions and to acquire some insight and skill for the proposition of new solutions of the problem, it was decided to include them. In chapter IV, some modeling aspects and the use of redundance in a system are presented. Markov models are explained, mathematical models for fault-tolerant systems are introduced and combinatorial analysis of redundant elements and Markov models for systems with repair are discussed. In order to analyse a fault-tolerant system, where faults may initiate during the manufacture of the system and during the operation of the system, some models are investigated. In chapter V, mathematical models are developed for the analysis of the behavior of a system like above explained, considering that the processes to be analysed are stochastic in its nature, and very complex. A Markov graph model and the corresponding diferential equations model are established. With this kind of models one can evaluate the system behavior in terms of reliability, availability, or other similar criteria. A general Markov model is proposed. In the modeling, is considered that manufacture faults may include component failure during the difusion process or other failures that occur in the integrated circuit manufacture. Failures may initiate during the circuit assembly, or subsystems assembly, and may includes human failures and design errors (of components, circuits, subsystems). All this failures are considered as manufactured failure. Operating faults on the other hand, can include components and subsystem failure (hardware failures), programming errors (software failures), operating errors, repairing errors, handling errors. Some applications and case studies are made in chapter VI, and the results are discussed. Conclusions are presented in chapter VII. Many future work suggestions are presented and discussed in Apendix A / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Wagner Caradori do Amaral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T15:52:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MonasteriosMorales_DanielSantos_M.pdf: 4241082 bytes, checksum: 16c66248b8dd4fd15ca26114a3092803 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho descreve a aplicação de um algoritmo genético para a sintonia de controladores DMC (Dynamic Matrix Control). Sintonizar um controlador DMC consiste no ajuste de certos parâmetros (horizontes de previsão e controle, ponderações nas ações de controle e nos erros das saídas em relação às respectivas referências). Este ajuste é realizado normalmente por um especialista, a partir de sua experiência anterior na utilização do algoritmo. Em vista disto, é proposta neste trabalho, uma metodologia que possa dar ao usuário bons valores para os parâmetros do controlador DMC. Esta metodologia de sintonia utiliza um algoritmo genético que seleciona um conjunto restrito de valores para os horizontes de previsão e controle do algoritmo DMC. O ajuste das ponderações é feito de forma iterativa, a partir da observação da resposta do sistema em malha fechada. Este algoritmo é completamente independente da natureza do processo a ser controlado pelo algoritmo DMC, sendo igualmente válido para a simulação de processos com modelos lineares e não lineares. A metodologia proposta foi utilizada na sintonia de dois processos: uma coluna de destilação de alta pureza e uma coluna fracionadora de óleo pesado. Os resultados obtidos permitiram avaliar o desempenho do algoritmo genético utilizado na sintonia dos controladores DMC / Abstract: This work describes the application of a genetic algorithm to the tuning of DMC (Dynamic Matrix ControQ controllers. Tuning a DMC controller consists of adjusting some parameters (prediction and controI horizons, weights for the control actions and for the errors between the outputs and corresponding reference signals). This adjustment is generally achieved by an expert, based on his past experience using the algorithm. In this work is proposed a methodology to give the user good values for the DMC controller parameters. This methodology uses a genetic algorithm to select a small set of values to the prediction and control horizons of the DMC algorithm. The weights' adjustment is interactive, based on the observation of the response for. the closed Ioop system. This algorithm is completely independent from the nature of the process to be controlled by the DMC algorithm, being equally valid for the simulation of processes with linear and nonlinear models. The proposed methodology was applied to the tuning of two processes: a high purity distillation column and a heavy oil fractionator column. The obtained results allowed an performance analysis of the genetic algorithm used to tune DMC controllers / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Mario de Jesus Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:19:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_LuisEmilioVasconcelosde_M.pdf: 3118680 bytes, checksum: 3fb055198267d6f183910f1a35a03be1 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Os reatores em batelada representam um tipo de processo de grande importância na indústria química, visto que estão associados à produção de uma variada quantidade de produtos, tais como as especialidades químicas e fármacos o satisfatório controle deste processo, visando assegurar a qualidade do produto final, põe-se como uma questão bastante particular.Como muitas das reações promovidas em reatores em batelada envolvem 1iberação de calor, tem-se configurado, para efeito de controle, um processo não-linear que não possui um estado estacionário de operação (em torno do qual uma linearização por expansão em série de Taylor poderia ser feita). Uma estratégia de controle de processos recentemente desenvolvida cuja aplicação em processos não-lineares e transientes apresenta uma metodologia de obtenção da lei de cont.role bem definida é o chamado Cont.role por Linearização Global C GLC) o emprego da estratégia de controle GLC objetivando controlar um reator em batelada exotérmico de cinética desconhecida, de modo que a temperatura do meio reacional siga o mais próximo possível uma trajetória pré-determinada, com todas as dificuldades associadas a este tipo de processo, é o objeto de estudo deste trabalho / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sebastião de Amorim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação / Made available in DSpace on 2018-07-18T15:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno_HerminiadeJ.MartinsDias_M.pdf: 1059641 bytes, checksum: 59cb9ee9c8238f18fe265fe1eb1bd38c (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Neste trabalho apresentamos um esquema alternativo ao gráfico de controle proposto por Shewhart, que acelera a detecção de perturbações na variâcia de um processo, sem alterar a taxa de alarmes falsos. No Capítulo 1 é feita uma revisão bibliográfica onde algumas alternativas ao gráfico de controle X são apresentadas motivando a elaboração deste trabalho. No Capítulo 2 é apresentado o esquema alternativo proposto que baseia-se na escolha do tamanho amostral para inspeção do processo segundo o último valor obtido pela estatística de controle considerada. Os altos ganhos de eficiência alcançados e a simplicidade do esquema o tornam uma ferramenta de grande potencial. No Capitulo 3 são apresentados os resultados obtidos via Simulações Monte Carlo para os delineamentos amostrais propostos. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Estatística