Análise da eficiência de desacopladores e técnicas de projeto de controladores PI SISO para processos de moagem.

Abstract

Minas Gerais é o estado que mais possui reservas minerais, sendo de suma importância para a economia do estado, especialmente a extração de minério de ferro. A mineração caracteriza a atual configuração da sociedade, dado que diversos produtos são provenientes dessa atividade. Sobretudo, é uma atividade de alto valor energético. Nesse sentido, a área de controle sugere estudos e pesquisas no ramo, para melhor compreensão de como pode ser realizada a otimização das variáveis de interesse a fim de entregar um produto de qualidade, garantindo estabilidade do processo e atendendo a critérios de desempenho definidos pelo projetista.

Uma das etapas que mais consome energia no processo de mineração é a moagem e o seu custo varia de acordo com o tamanho das partículas de minério resultantes do processo de beneficiamento mineral. A dificuldade de implementação de circuitos de controle em processos de moagem reside em sua dinâmica complexa, uma vez que o circuito apresenta múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO, do inglês, Multiple Input Multiple Output), além do forte acoplamento entre as variáveis, atrasos no tempo e sistemas integradores, pontos a serem discutidos ao decorrer deste trabalho. Como alternativa, o uso de controladores SISO (do inglês, Single Input Single Output) mostra-se vantajoso, pois são simples e fáceis de sintonizar. No entanto, dadas as características de múltiplas entradas e múltiplas saídas para os modelos de plantas de moagem, é preciso utilizar estratégias sofisticadas para lidar com o problema, como inserir desacopladores ao processo.

Neste trabalho, busca-se investigar o desempenho de diferentes tipos de desacopladores para sistemas MIMO, utilizando como verificação três modelos distintos de sistemas de moagem, de forma a descrever as dificuldades e os fatores determinantes para cada tipo de desacoplador. Além disso, busca-se avaliar a eficiência por meio dos índices de desempenho e a averiguação entre o conjunto desacoplador-controlador.

Em busca de controles satisfatórios, foi avaliado em ambiente simulacional para os modelos em estudo, a aplicação do Desacoplador Estático e Controle Descentralizado. Para cada um destes, posteriormente, foi avaliado sua respostas por índices de desempenho e realizado a comparação entre as sintonias de controle, como o Método do Modelo Interno (IMC, do inglês Internal Model Control), Método do Modelo Interno Simples (SIMC, do inglês Simple Internal Model Control) e o Método da Síntese Direta.