Uma das técnicas de controle avançado que vem ganhando destaque no cenário econômico e ecológico, focando maior sustentabilidade e a otimização dos processos, é o controle preditivo, o qual já vem sendo aplicado em indústrias químicas e petroquímicas. Esta dissertação trata do desenvolvimento de um controle preditivo aplicado a uma planta piloto de neutralização de pH, presente no Laboratório de Controle de Processos Industriais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. O desenvolvimento do projeto pode ser dividido em quatro etapas: implementação das malhas de controle regulatório, identificação dos sistemas, construção do controlador preditivo, aplicações e análises experimentais. Na primeira etapa foi necessário estudar o sistema em questão e implementar algumas malhas internas usando controladores PID. Na segunda etapa foi realizada a identificação do modelo da planta, ressaltando que pontos de operação e ajuste de parâmetros internos são determinantes para a modelagem. Já na terceira etapa desenvolveu-se um controlador preditivo, através de softwares auxiliares como o MATLAB e o IIT 800xA da ABB, que foram utilizados para o desenvolvimento e implementação do algoritmo de controle. Por fim, na última etapa, foi feita a análise e comparação dos resultados, quando se submete à planta a um controlador PID, quando aplicado um controlador preditivo em cascata com controladores PID e quando se utiliza apenas o controlador preditivo com ação direta nos atuadores. / The predictive control is an advanced control technique which has gained evidence in the economic and ecological context because the search for sustainability and process optimization. This control has already been applied by the chemical and petrochemical industries. The purpose of this project is to develop a predictive controller which will be applied in a pH neutralization plant located in the Industrial Processes Control Laboratory at Polytechnic School of the University of São Paulo. The development of this project can be divided into four stages: implementation of regulatory control loops, identification of the system, construction of the predictive controller, applications and experimental analysis. The first step is necessary in order to study the plant and to implement some internal loops using PID controllers. In the second step, the identification process of the plant model will be done. It is important to note that operating points and internal parameter settings are very important for modeling. In the third stage, using the model obtained from the identification process, a predictive controller is built from auxiliary software such as MATLAB and IIT 800xA (by ABB), which will be used for the development and implementation of the control algorithm. Finally, the last step consists in collecting and analyzing the results of the pH neutralization plant. At this stage the responses of each controller will be compared: PID controller, MPC controller in cascade mode with PID and MPC controller acting directly on actuators.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUCIANO MAURO ARLEY SUP2.pdf: 2686269 bytes, checksum: 28a697be163c9a8e1f7c5d0c8abc16b6 (MD5) Previous issue date: 2012-04-20 / This work presents a physical and logical architecture of an intelligent Micro-Grid in order to perform the integrated energy management of the various distributed energy resources (REDs) of an organization. In this way, it is initially proposed an Integrated Energy Management System (SGIE), through which defines the action strategies for the supervision and control of the REDs, which identifies the needs and requirements to be met by the technology architecture. Subsequently, the document presents the concepts of Micro-Grid and how the monitoring and control system would help in the efficient and effective use of various energy resources in production, transformation or end use, to ensure that they are integrated into the operation of Micro-Grid. The presented paradigm is framed in new vision of power systems, known as Smart Grid. These smart grids might be formed from the union of several sub-networks package, called Smart µGrid, whose main concepts, requirements and technologies necessary to build are presented. Finally, it is presented a proposal for a Smart µGrid architecture, set in the Itaipu Technological Park, which aims to meet the need of its SGIE, but basically it is thought to work as a living laboratory in which it will be possible to learn concepts of smart grid acting on it. / No presente trabalho apresenta-se uma arquitetura física e lógica de uma microrrede inteligente com o objetivo de realizar a gestão integral da energia dos diversos Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) de uma organização. Nesse sentido, inicialmente é proposto um Sistema de Gestão Integral da Energia (SGIE), através do qual são definidas as estratégias de atuação para a supervisão e controle dos REDs, o que permite identificar as necessidades e requisitos a serem atendidos pela arquitetura tecnológica.Posteriormente o trabalho apresenta os conceitos de microrredes e como o sistema de monitoramento e controle contribuiria no gerenciamento eficiente, efetivo e eficaz dos diversos recursos energéticos, seja na produção, na transformação ou no uso final, buscando que os mesmos estejam integrados à operação da microrrede. O paradigma apresentado está enquadrado na nova visão dos sistemas elétricos, conhecida como Smart Grid ou rede inteligente. Essas redes inteligentes podem ser formadas a partir da união de bolsões de sub-redes, denominadas Smart µGrid, das quais são apresentados os principais conceitos, requisitos e tecnologias viabilizadoras. Finalmente, é apresentada a proposta de arquitetura para uma Smart µGrid, ambientada no Parque Tecnológico Itaipu, a qual tem a finalidade de atender as necessidades do SGIE do mesmo, porém, fundamentalmente, o que se busca é que funcione como um laboratório vivo, através do qual será possível apreender conceitos de Smart Grid atuando sobre ela.

Uma das técnicas de controle avançado que vem ganhando destaque no cenário econômico e ecológico, focando maior sustentabilidade e a otimização dos processos, é o controle preditivo, o qual já vem sendo aplicado em indústrias químicas e petroquímicas. Esta dissertação trata do desenvolvimento de um controle preditivo aplicado a uma planta piloto de neutralização de pH, presente no Laboratório de Controle de Processos Industriais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. O desenvolvimento do projeto pode ser dividido em quatro etapas: implementação das malhas de controle regulatório, identificação dos sistemas, construção do controlador preditivo, aplicações e análises experimentais. Na primeira etapa foi necessário estudar o sistema em questão e implementar algumas malhas internas usando controladores PID. Na segunda etapa foi realizada a identificação do modelo da planta, ressaltando que pontos de operação e ajuste de parâmetros internos são determinantes para a modelagem. Já na terceira etapa desenvolveu-se um controlador preditivo, através de softwares auxiliares como o MATLAB e o IIT 800xA da ABB, que foram utilizados para o desenvolvimento e implementação do algoritmo de controle. Por fim, na última etapa, foi feita a análise e comparação dos resultados, quando se submete à planta a um controlador PID, quando aplicado um controlador preditivo em cascata com controladores PID e quando se utiliza apenas o controlador preditivo com ação direta nos atuadores. / The predictive control is an advanced control technique which has gained evidence in the economic and ecological context because the search for sustainability and process optimization. This control has already been applied by the chemical and petrochemical industries. The purpose of this project is to develop a predictive controller which will be applied in a pH neutralization plant located in the Industrial Processes Control Laboratory at Polytechnic School of the University of São Paulo. The development of this project can be divided into four stages: implementation of regulatory control loops, identification of the system, construction of the predictive controller, applications and experimental analysis. The first step is necessary in order to study the plant and to implement some internal loops using PID controllers. In the second step, the identification process of the plant model will be done. It is important to note that operating points and internal parameter settings are very important for modeling. In the third stage, using the model obtained from the identification process, a predictive controller is built from auxiliary software such as MATLAB and IIT 800xA (by ABB), which will be used for the development and implementation of the control algorithm. Finally, the last step consists in collecting and analyzing the results of the pH neutralization plant. At this stage the responses of each controller will be compared: PID controller, MPC controller in cascade mode with PID and MPC controller acting directly on actuators.