Identificação de modelos de nível para uma planta didática SMAR PD3-F.

Abstract

O setor industrial apresenta diversas variáveis de processos de extrema importância que devem ser medidas e monitoradas, visto que estas estão diretamente relacionadas ao desempenho e segurança de processos. Visando aproximar alunos e docentes dos processos industriais, a SMAR Technology Company e outras empresas desenvolveram plantas didáticas que possuem a capacidade de simular processos industriais permitindo o estudo do comportamento de algumas variáveis de processos, como nível, temperatura, pressão, entre outras. Por meio da modelagem matemática é possível obter modelos matemáticos que descrevam a dinâmica destas variáveis de processos, permitindo compreender e avaliar o comportamento da variável estudada. Neste trabalho, investiga-se o problema de modelagem matemática para descrever a dinâmica da variável de nível da planta didática SMAR PD3-F. A metodologia proposta utiliza técnicas de identificação de sistema para modelos do tipo caixa preta. Os ensaios foram realizados utilizando a planta didática SMAR PD3-F. A partir de uma dada configuração da planta didática são coletados dados referentes ao sinal de entrada, a vazão de entrada, e o sinal de saída, o nível no tanque de aquecimento, A partir de ensaios experimentais, são obtidos modelos lineares ARX e não lineares NARX para representar a variável de nível da planta. Os resultados obtidos sugerem que o modelo NARX apresenta o melhor desempenho em descrever a dinâmica da variável de nível da planta didática, alcançando valores do índice RMSE de 0,197, enquanto, o modelo ARX apresenta um desempenho muito próximo, possuindo o índice RMSE de 0,216. Dessa forma, conclui-se que o processo de identificação de sistemas é um método promissor para obter de modelos lineares e não lineares que descrevam a dinâmica das variáveis envolvidas nos processos industriais.