Title

OTIMIZAÇÃO DE MALHAS DE CONTROLE VIA ESTIMAÇÃO DE PARÂMETROS ONLINE NO PIMS: APLICAÇÃO PRÁTICA EM UM FORNO DE TRATAMENTO TÉRMICO

CONTROL LOOP OPTIMIZATION BY ONLINE PARAMETERS ESTIMATION USING PIMS: PRACTICAL APLICATION IN A HEAT TREATMENT FURNACE

Authorship

Oliveira, Eduardo Magalhães; Carneiro, Marcelo Versiani; Júnior, Hamilton Guillherme de Oliveira

Oliveira, Eduardo Magalhães

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Carneiro, Marcelo Versiani

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Júnior, Hamilton Guillherme de Oliveira

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DOI

10.5151/2594-5335-23894

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Abstract

O cenário econômico mundial sofre uma enorme pressão por redução de custos que se estende às industriais em geral. Nesse sentido, a otimização de processos industriais, e especificamente suas malhas de controle, se mostra como uma excelente alternativa no sentido de reduzir os custos de produção e evitar desperdícios. Entretanto, para que se tenha uma planta com as malhas de controle otimizadas, geralmente precisa-se investir em softwares importados e onerosos. A proposta desse trabalho é apresentar um estimador online de parâmetros de processos implementado em um sistema PIMS, que permite a modelagem da planta e a sugestão de sintonia do controlador PID em tempo real (ganho e constante de tempo da malha e ganhos do PID). O objetivo do estimador é ser uma alternativa de baixo custo que permita ao usuário melhorar o desempenho da sua planta de forma independente. Além disso, é uma poderosa ferramenta para adaptação online dos parâmetros PIDs, no caso de processos não-lineares (caso típico de fornos). O estimador foi validado em um forno de tratamento térmico, no qual foi possível comprovar a robustez da solução, aplicando-se, na planta real, os parâmetros PIDs sugeridos pelo simulador.

The global economic scenario undergoes enormous pressure for cost reduction that extends to the whole industry. Optimization of industrial processes, and specifically their control loops, has shown itself as an excellent alternative to reduce production costs and avoid waste. However, in order to have a plant with optimized control loops, it is usually needed to invest in expensive and imported software. The purpose of this paper is to present an online process parameters estimator implemented in a PIMS system that allows plant modeling and suggests PID controller tuning in real time (gain and process' lag time and PID gains). The goal of the estimator is to be a low cost alternative that allows the user to improve plant’s performance in an independent manner. Furthermore it is a powerful tool for online PID parameters adaptation in the case of nonlinear processes (typical case of furnaces). The estimator has been validated in a heat treatment furnace, where it was possible to prove the robustness of the solution in a real plant by applying PIDs's parameters that were calculated by the simulator.

Keywords

Otimização; Malha de controle; Estimador de parâmetros; PIMS.

Optimization; Control loop; Parameters estimator; PIMS.