Análise de múltiplas estratégias de sintonia de controladores PI para controle de nível de tanques industriais.

Abstract

Com o crescimento industrial, se faz necessário o estudo de estratégias de sintonia de controladores para aplicação em diversas áreas da engenharia. Em particular, um processo que necessita de ser controlado e que é largamente empregado é o sistema de nível. Devido a isso, diversos trabalhos têm buscado estudar e avaliar a eficiência do controlador PI foram implementados vários métodos para sintonia de controladores como Cohen-Coon (CC), Chien-Hrone-Reswick (CHR), Síntese Direta (SD), Método do Modelo Interno (IMC) e o Método do Modelo Interno Simples (SIMC). Portanto, o presente trabalho tem como objetivo o projeto e a implementação de múltiplas sintonias de controle para o sistema de nível no tanque de aquecimento da malha 31 da planta didática SMAR do tipo PD3-F presente no laboratório de Controle e Automação do Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas (Icea) da Universidade Federal de Outro Preto (Ufop). Foi levado em consideração o nível do tanque em quatro pontos, em 25%, 50%, $75% e 100% da sua capacidade e, além disso, foi ajustada a válvula auxiliar de controle da vazão de entrada na condição fechada e a válvula de saída em 25% com o intuito de obter um resultado padronizado. O projeto dos controladores foi realizado por meio do software Matlab, considerando-se as funções de transferência que descrevem os pontos de operação do nível do tanque para a obtenção dos parâmetros necessários para a construção dos controladores selecionados. % A avaliação da resposta dos controladores foi realizada por meio de dois parâmetros, a saber, o tempo de acomodação e os índices de desempenhos (IAE, ISE, ITAE e ITSE).

Após a implementação das estratégias de controle na planta didática SMAR para o setpoint de 50%, constatou-se que as sintonias IMC, SD e SIMC apresentam uma resposta condizente com as especificações de desempenho, e que as sintonias CC e CHR necessitariam de ajustes nos seus parâmetros Kc e Ti para apresentarem uma resposta ideal para o controle de nível da planta SMAR-PD3F.