Buscar

parte escrita trabalho analiseNEW

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

1. Perturbação: entrada degrau para a vazão de destilado (FI511).
1.1. Relação entre vazão de destilado (FI511) e nível do tambor de refluxo (LI511)
A malha de controle de nível do tambor de refluxo foi modificada para que se pudesse coloca-la aberta, pois para achar a função de transferência é necessário avaliar o comportamento da variável perante aquela perturbação, e uma malha fechada fará com que a ação do controlador retorne a variável de nível para o seu valor de set point (1m). Para tornar a malha aberta foi colocado um manual switch conforme mostrado na figura 02, para possibilitar que se trabalhasse tanto em modo automático, figura 01, quanto em modo manual, figura 02. No modo manual, primeiramente se imputou o valor de set point da vazão de destilado, SP. Esse valor de set point foi achado, colocando-se a planta para iniciar com a malha fechada, e esperando os valores estabilizarem. O programa foi parado e no Console do Matlab foi dado o comando: >> FI511 (end) , para que fosse escrito na tela o valor da variável desse tag. Observou-se que o valor estava com apenas 4 casas decimais, e para melhor acompanhamento das perturbações, precisa-se de mais casas decimais. Então, foi usado o comando: >> format long, para conseguir o valor com mais casas decimais ao escrever novamente no Console o comando: FI511 (end).
 Figura 02: malha aberta.
 Para realizar a perturbação, a malha foi iniciada em modo automático, até que os valores se estabilizassem, depois disso, a malha foi aberta imputando primeiramente o valor do set point da vazão de destilado, e tempos depois colocando 95% do valor desse set point (PS= 0,881617 ton/min). Esperou-se um determinado tempo e retornou-se a variável para o valor de SP (ou seja, retirou-se a perturbação).
A relação esperada é que com a restrição da válvula e diminuição da vazão de destilado, o nível do tambor de refluxo aumente (irá se trabalhar dessa forma pois é mais adequado fazer perturbações onde há subida de nível, do que perturbações onde haja queda deste, pois caso haja esvaziamento completo do tambor de refluxo, o programa apresentará um erro.)
 
 
Os gráficos achados para a entrada (Figura 03) e a saída (Figura 04) estão apresentados abaixo:
 Figura 03: perturbação degrau : 95% do valor de set point da vazão de saída do destilado
	
Figura 04: resposta integradora : nível do tambor de refluxo aumentando depois da restrição da vazão de destilado em 5%.
Percebe-se pela resposta do nível que a função de transferência é do tipo:
 Equação (01)
Onde:
G= função de transferência
K=ganho
Δy= coeficiente angular da reta formada pela resposta integradora
Δx= variação do tempo correspondente ao referido coeficiente angular
A= amplitude do degrau de entrada
s = caracteristico da forma de Laplace da função de transferência
Logo, a função de transferência estimada, que relaciona o nível do tambor de refluxo (LI511) com a vazão de destilado (FI511) é:
 = Equação (02)
A função apresenta um ganho negativo pois enquanto o degrau é negativo, ou seja, há uma diminuição do sinal de entrada, o sinal de saída aumenta. 
A perturbação acima feita no SIMULINK foi salva como SIM01_1.mat a título de usar os valores da perturbação num algoritmo otimizador para fornecer um melhoramento da função de transferência encontrada.
Ao utilizar o Otimizador, com a estrutura “ P0I”, característica da resposta integradora sem tempo morto, foi achada a equação otimizada de: 
 Equação (03)
O gráfico abaixo é um comparativo gerado entre a resposta otimizada e a resposta gerada pela estimativa do parâmetro “Kp” da equação (02):
Figura 05: comparativo gerado entre a resposta otimizada e a resposta gerada pela estimativa do parâmetro “Kp”.
Como se pode perceber pelo gráfico 05, as curvas ficaram sobrepostas, indicando que a estimativa realizada para o parâmetro foi bem próxima do valor acusado pela otimização, e de fato o erro relativo percentual entre os valores de “Kp” foi de aproximadamente E%= – 0,6. 
1.2. Relação entre vazão de destilado ( FI511) e nível de fundo da coluna (LI512).
A mesma perturbação degrau feita anteriormente (figura 03), foi usada para avaliar as saídas das variáveis LI512, AI511B e TI514 . Conforme esperado teoricamente e demostrado pelo gráfico abaixo, a vazão de destilado em nada influencia o nível de fundo da coluna:
 
Figura 06: Entre os tempos de início (380,1 min) e fim (523,0 min) da perturbação, não há alteração na resposta de saída. O nível de fundo da coluna não tem relação com a vazão de destilado.
1.3. Relação entre vazão de destilado ( FI511) e concentração do componente B (AI511B).
Novamente, analisando-se o gráfico de resposta durante o início (380,1 min) e fim (523,0 min) da perturbação, vê-se que a concentração do componente B não tem relação com a vazão de destilado, conforme era esperado, pois a concentração de B só apresenta alteração quando algum fator termodinâmico é alterado; o fato de aumentarmos a vazão da corrente que ele faz parte, não influencia seu balanço de massa. 
Figura 07: Entre os tempos de início (380,1 min) e fim (523,0 min) da perturbação, não há alteração na resposta de saída. A concentração de B não tem relação com a vazão de destilado.
1.4. Relação entre vazão de destilado ( FI511) e temperatura da coluna (TI514).
De forma análoga à condição acima, a restrição da vazão de destilado não acarretou em alterações na temperatura da coluna, pois apesar do nível do tambor de refluxo ter se elevado, não houve alteração na vazão de refluxo (foi mantido o valor inicial de set point) para o interior da coluna, o que causaria o abaixamento de sua temperatura.
Figura 08: Entre os tempos de início (380,1 min) e fim (523,0 min) da perturbação, não há alteração na resposta de saída. A temperatura da coluna não tem relação com a vazão de destilado.
2. Perturbação: entrada degrau para vazão de retirada de produto de fundo (FI512)
2.1. Relação entre vazão de retirada de produto de fundo (FI512) e nível do tambor de refluxo (LI511)
De forma similar à análise do ítem 1.1 , a malha de controle do nível de fundo da coluna de destilação precisou ser aberta para que se pudesse conseguir as funções de transferência sem que o controlador retornasse o nível da coluna ao seu set point ( 1m) durante a perturbação. Foi adotado 95% do valor de set point da vazão de produto de fundo ( PS= 0,618383 ton/min) para a perturbação degrau, ou seja, essa vazão foi restringida em 5%. Os gráficos estão expostos abaixo:
Figura 09: perturbação degrau : 95% do valor de set point da vazão de retirada do produto de fundo.
Figura 10: Entre os tempos de início (1467 min) e fim (1695 min) da perturbação, não há alteração na resposta de saída. A vazão de retirada de produto de fundo não tem relação com o nível do tambor de refluxo.
A restrição na vazão de produto de fundo fará consequentemente o nível da coluna de destilação aumentar, entretanto isso não altera o equilíbrio termodinâmico da separação - ou seja, a produção da fração de leves - e portanto em nada afeta o nível do tambor de refluxo.
2.2. Relação entre vazão de retirada de produto de fundo (FI512) e nível de fundo da coluna (LI512).
A mesma perturbação degrau feita anteriormente (figura 09), foi usada para avaliar as saídas das variáveis LI512, AI511B e TI514. Diante do gráfico de saída apresentado na figura 11, observa-se que a reposta é do tipo integradora, representada , em estimativa, pela equação 04.
Figura 11: resposta integradora : nível de fundo da coluna aumentando depois da restrição da vazão de produto defundo em 5%.
 Equação (04)
A função apresenta um ganho negativo pois enquanto o degrau é negativo, ou seja, há uma diminuição do sinal de entrada, o sinal de saída aumenta. Ao se restringir a vazão de saída de produto de fundo, o nível da coluna consequentemente aumenta, devido ao acúmulo da carga.
A perturbação acima feita no SIMULINK foi salva como SIM04.mat . Ao utilizar o Otimizador, com a estrutura “ P0I”, característica da resposta integradora sem tempo morto, foi achada a equação otimizada de: 
 Equação (05)
Como se pode perceber pelo gráfico 12 abaixo, as curvas da estimativa realizada e da otimização ficaram sobrepostas, e o erro relativo entre o Kp estimado e o valor mais provável é de E%= -0,39. 
Figura 12: comparativo gerado entre a resposta otimizada e a resposta gerada pela estimativa do parâmetro “Kp”.
2.3. Relação entre vazão de retirada de produto de fundo (FI512) e concentração do componente B (AI511B).
Conforme demonstrado pela figura 13, o acúmulo de produto no fundo da coluna, causado pela restrição da sua vazão de saída, não altera o equilíbrio termodinâmico do sistema, de forma que a mesma quantidade do componente B será destilada.
Figura 13: Entre os tempos de início (1467 min) e fim (1695 min) da perturbação, não há alteração na resposta de saída. A vazão de retirada de produto de fundo não tem relação com a concentração de B no topo.

Outros materiais