Modelagem e controle adaptativo de uma planta didática de nível com instrumentação industrial

The control, automation and optimization areas help to improve the processes used by industry. They contribute to a fast production line, improving the products quality and reducing the manufacturing costs. Didatic plants are good tools for research in these areas, providing a direct contact with some industrial equipaments. Given these capabilities, the main goal of this work is to model and control a didactic plant, which is a level and flow process control system with an industrial instrumentation. With a model it is possible to build a simulator for the plant that allows studies about its behaviour, without any of the real processes operational costs, like experiments with controllers. They can be tested several times before its application in a real process. Among the several types of controllers, it was used adaptive controllers, mainly the Direct Self-Tuning Regulators (DSTR) with Integral Action and the Gain Scheduling (GS). The DSTR was based on Pole-Placement design and use the Recursive Least Square to calculate the controller parameters. The characteristics of an adaptive system was very worth to guarantee a good performance when the controller was applied to the plant

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

As áreas de controle, automação e otimização contribuem para a melhoria dos processos utilizados pelas indústrias, permitindo uma linha de produção rápida, aprimorando a qualidade do produto final e reduzindo os custos de produção. Boas ferramentas para o desenvolvimento de pesquisas nestas áreas são as plantas didáticas, pois proporcionam um contato direto com equipamentos semelhantes ou até mesmo usados no setor industrial. Em vista dessas capacidades, o objetivo deste trabalho é modelar e controlar uma planta didática que consiste de um sistema de controle de processo para vazão e nível com instrumentação industrial. Com o modelo é possível construir um simulador capaz de permitir estudos a respeito do funcionamento do sistema, sem os gastos com a operação do processo real. É o caso de experimentos com controladores, que podem ser testados diversas vezes antes de serem efetivamente utilizados no processo real. Dentre os diversos tipos de controladores existentes, foi dado foco aos de tipo adaptativo, principalmente ao auto-sintonizável direto (Direct Self-Tuning Regulator DSTR) com ação integral e ao controlador com Escalonamento de Ganho (Gain Scheduling GS). O controlador DSTR foi projetado com base no método de posicionamento de pólos e teve seus parâmetros calculados através da técnica dos mínimos quadrados recursivos. As características dos sistemas adaptativos foram de grande valia para garantir um desempenho satisfatório dos controladores, quando aplicados à planta