Geri Dön

An investigation on IMC based dual-phase PID controller

Dahili model kontrol bazlı iki fazlı PID kontrol ediciler üzerine bir araştırma

  1. Tez No: 166717
  2. Yazar: EBRU CEBECİ
  3. Danışmanlar: DR. HİKMET İSKENDER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 107

Özet

DAHİLİ MODEL KONTROL BAZLI İKİ FAZLI PID KONTROL EDİCİLER ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA ÖZET Kimya endüstrisinin geniş bir yelpazede, son derece dinamik ve değişken pazar koşullarına sahip olduğu bilinmektedir. Endüstri açısından proseslerin tekrar dizaynı ekonomik olarak uygun olmadığından, etkili kontrol mekanizmaları bu pazarlarda öncelik kazanmaktadır. Bu proje kapsamında, İkili Modda Çalışan (Dual Mode) Kontrol Ediciler hakkında elimizde bulunan mevcut literatür bilgilerine dayanarak, kimya mühendisliği ayırma işlemlerinde oldukça yaygın olarak kullanılan distilasyon kolonlarının reboyler bölümündeki sıvı ve buhar fazlarının ısınma ve soğuma aşamalarındaki ısı transferinin farklı durumları için dönüşümlü olarak çalışacak iki fazlı (dual-phase) bir kontrol edici tasarlanmıştır. Oluşturulan sistemin bilgisayar yardımı ile simülasyonu yapılmış ve tasarlanan bu kontrol edici çeşitli performans kriterlerine göre incelenmiştir. Kimya mühendisliği uygulaması olarak çok sık rastlanan ayırma işlemlerinde kullanılan distilasyon kolonlarının reboyler sıvı ve buhar faz sıcaklıklarının kontrolleri, kolonunun tepe noktasındaki sıcaklığının belirli bir kritik değerde tutulması gerektiğinden büyük önem arzetmektedir. Bu çalışmada, daha önce yapılmış olan fuzel alkollerinden asetat esterleri üreten reaksiyonlu distilasyon prosesinin verileri kullanılarak sistem modellenmesi ve kontrolü gerçekleştirilmiştir. Proses, fuzel yağı içerdiğinden kontrolü oldukça zordur. Fuzel yağının bileşimindeki ana komponentler (i-amil, i-bütil, n-propil, etil alkol ve su) azeotropik özellik (kaynama noktalarının yakınlığı) gösterdiğinden, distilasyon kolonunun kontrolünü zorlaştırmaktadır. Karmaşık özelliğe sahip olan fuzel yağının distilasyonunun reboyler kontrolü hem sıvı, hem de buhar fazı için tasarlanmıştır. Dahili model kontrole dayanan üç terimli kontrol edicilerin (DPIMCPIDl ve DPIMGPIDv) kullanılması ile elde edilen sistem cevaplarının çok daha hızlı olduğu görülmüştür. Söz konusu kontrol ediciler sistem ısınırken sıvı fazın model denklemini, soğurken de buhar fazın denklemini kullanmaktadır. Model denklemleri proses reaksiyon eğrisinden faydanılarak oluşturulmuştur. Proses reaksiyon eğrisinden elde edilen zaman gecikmeli birinci mertebeden transfer denklemine proses integratörü eklenmesiyle, sistem simülasyon cevaplarının önceki çalışmalara göre daha hızlı olması sağlanmıştır. Elde edilen proses model denklemleriyle dahili model kontrole dayanan PID kontrol edici tasarlanmıştır. Dahili model kontrolü yaparken kutup yerleştirme yöntemi xıukullanılması sistem cevaplarının osilasyon etkisini kaldırmıştır. Sonuçta, her iki faz için de PID kontrol edicileri (DPIMCPIDl ve DPMCPIDv) elde edilmiştir. Daha sonra simülasyon işlemlerine geçilmiştir. Prosesin simülasyonu Matlab 6.5 ve VEE Pro 7.0 yardımıyla yapılmıştır. Simülasyon çalışmalarında, DPIMCPID kontrol ediciye ek olarak klasik kontrolör ayar yöntemi olan Ziegler Nichols'a da yer verilmiştir. Simülasyonlar neticesinde, sistem ısınırken sıvı faz denkleminin, soğurken de buhar faz denkleminin kullanımasının avantajlı olduğu görülmüştür. Tez içerisinde elde edilen bütün kontrol edicilerin simülasyon sonuçlan, çeşitli performans kriterlerine göre MathCad ve Matlab 6.5 yardımıyla incelenmiştir. Kontrol edicilerin sayısal performans değerleri incelenerek, DPIMCPID kontrol edicisinin diğer klasik kontrol edicilere kıyasla daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Böylece, DPIMCPID kontrol edicisinin kullanılmasıyla reaksiyonlu distilasyon prosesinin daha kesin sıcaklık kontrolü sağlanması hedeflenmiştir. xıv

Özet (Çeviri)

AN INVESTIGATION ON IMC BASED DUAL-PHASE PID CONTROLLER SUMMARY The chemical industry is known to have very dynamic and changing market conditions with a wide range of conditions. Since it is not feasible to re-design the processes for economical concerns, effective control schemes are essential. in the scope of that project, having enough knowledge on Dual-Mode Controllers by literatüre, a Dual-Phase Controller is designed that adapts two different controller parameters for two different phases in the re-boiler of distillation columns having a wide range of usage in separation processes of chemical engineering. The designed controller system is simulated via a computer and the results are examined according to different well known performance criteria. The temperature control of liquid and vapor phases in the reboiler of distillation columns, having commonly used in most of the separation processes of chemical engineering, has a vital role since the temperature of the head of the distillation column must be kept at a certain critical level. in this study, the modeling and control of the reacting distillation process are performed using the data obtained from a previous study of the reacting distillation process producing acetate esters from the fusel alcohols. The control of the process is very diffîcult due to its fusel oil content. The majör components of fusel oil (i-amyl, i-butyl, n-propyl, ethyl alcohol and water) indicate an azeotropic property (closer boiling points) that results in difficulty in the control of a distillation column. Having complex characteristics, the control of a reboiler of the fusel oil distillation is designed for both liquid and vapor phases. it is observed that, the system response obtained by using three-term controllers based on internal model control (DPIMCPIDL and DPIMCPIDy) gives better results. Those controllers use the model transfer function of the liquid phase when heating-up in progress, and the model transfer function of the vapor phase when cooling-down the system. Model transfer functions are obtained by using the process reaction curve. it is achieved that by addition of the process integrator to the first order plus time delay transfer function obtained by process reaction curve, the system reponse becomes faster compared to the previous studies results. xiAn IMC based PID controller is designed by using model transfer functions. A pole placement method used during the internal model control design removed the oscillation effects of the system responses. Thus, IMC based PID controllers (DPIMCPIDL and DPIMCPIDy) are designed for both phases. Then, simulation studies are performed. Process simulation is done by using Matlab 6.5 and VEE Pro 7.0. in simulation studies, beside the DPIMCPID controller, the classical controller Ziegler Nichols tuning method is also used. After obtaining simulation results, it is obviously seen that using the model transfer functions of the liquid and vapor phases is beneficial to reach the desired set point values. Ali the simulation results of the controllers used in this thesis are analyzed according to several performance criteria by using MathCad and Matlab 6.5. it is seen that, by examining the numerical values of the controller performance indices, DPIMCPID controller gives berter results compared to the classical controllers. Thus, more precised temperature control of the reacting distillation process is aimed in this study by using the DPIMCPID controller. xii

Benzer Tezler

  1. Tez No

    292240

    An investigation on IMC based fuzzy PID controllers

    Dahili model kontrol temelli bulanık PID kontrol ediciler üzerine bir araştırma

    DOĞAN ONUR YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. HİKMET İSKENDER

  2. Tez No

    816691

    Kemanın üst kapak kalınlığının köprü hareketliliği ve ses yayılımına olan etkisinin araştırılması

    Investigation of the effect of the violin top plate thickness on bridge mobility and sound radiation

    MERVE AYTAÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Güzel SanatlarANKARA MÜZİK VE GÜZEL SANATLAR ÜNİVERSİTESİ

    Müzikoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ FİLİZ GÜRER YÜCEL

  3. Tez No

    75932

    Simulation study of an adaptive fuzzy knowledge based controller (FKBC) and neural network controller (NNC) on a pH system

    pH sistemlerinde uyarlamalı bulanık bilgiye dayalı ve sinir ağlı denetleyiciler için benzetim çalışması

    KHALED NESRALLAH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANAN ÖZGEN

  4. Tez No

    665725

    Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi ile W2FeB2 ve W2FeB2-Fe bazlı kompozitlerin üretimi ve malzeme karakterizasyonu

    Synthesis of W2FeB2 and W2FeB2-Fe based composites by self-propagating high temperature synthesis and material characterization

    ECE SOYLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEVAT BORA DERİN

  5. Tez No

    67015

    Trabzon (41 derece kuzey) iklim koşullarında Anadolu Kestanesi (Lastanca sativa mill.) kerestesinin güneş fırınında ve açık havada kurutulması üzerine bir araştırma

    An investigation in air solar kiln on chestnutt (Castanea sativa Mill.; timbers in Trabzons (41° n) climatic condition

    REFİK YADİGAROĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Ormancılık ve Orman MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ

Geri Dön