Estrategias de control antiacoplamiento para una columna de flotación piloto ; Strategies of decoupling control for a pilot flotation column

Thesis published in 2020 by Sophie Mary Schröder Barraza

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Abstract
RESUMEN: El presente trabajo tuvo como objetivo el estudio del acoplamiento que existe entre los lazos de control de una columna de flotación piloto a escala laboratorio. Este trabajo se centró específicamente en el trabajo con los lazos de control del flujo de colas con el nivel, y del lazo del flujo de aire con el holdup. Primero se realizaron en el laboratorio diversos saltos en escalón a lazo abierto con el objetivo de obtener unas gráficas que reflejasen dichos saltos, y a partir de ellas se hallaron las funciones de transferencia que permitieron identificar el sistema. La siguiente etapa se realizó en simulación en Simulink® y constó de las siguientes partes: una vez obtenidas las funciones de transferencia en laboratorio, se procedió a la sintonía del controlador PID. Después, se realizaron diferentes pruebas de sintonía entre los lazos de control de la columna, es decir, se sintonizaron ambos lazos con diferentes parámetros del PID (más lentos o más rápidos) y se probaron diferentes configuraciones, con la finalidad de intentar reducir el acoplamiento entre los lazos de flujo de colas y flujo de aire. Se estudiaron los parámetros del tiempo de estabilización y la integral del error para las diferentes configuraciones y se llegó a la conclusión de que la mejor configuración es con ambos lazos sintonizados de manera lenta (los parámetros del PID tienen valores bajos). Los resultados obtenidos en simulación en estas etapas descritas se validaron en laboratorio. Se procedió a la identificación de la existencia de interacciones entre los lazos mediante el método de la matriz de ganancias relativas (RGA). Una vez realizado esto, se calcularon los desacopladores estáticos manualmente, y se procedieron a aplicar en la simulación, obteniéndose que los resultados no son los esperados, ya que los valores de la integral del error y del tiempo de estabilización son peores al ser aplicados. ; ABSTRACT: This work´s aim was the study of the accomplishment that exists between control loops of a pilot flotation column, laboratory scale. This work was specifically focused on the work with control loops of tails flux with level, and the air flux with holdup. First, jump steps in open loops were made at the laboratory, with the aim to obtain some graphs which reflected that jumps, and from them, transfer functions that allow identifying the system were found. The next step was made by simulation in Simulink®, and it had the following parts: once the transfer functions were obtained in laboratory, the tuning of the PID controller was made. After that, different kind of tuning between column control loops were made (slower or faster) and different configurations were tried, with the purpose of trying to reduce the accomplishment between tails flux loop and air flux loop. The parameters of stabilization time and error integral were studied for the different configurations, and it was concluded that the best configuration was with both slower tuned loops (the PID parameters were lower). The results obtained in simulations in these described stages were validated in the laboratory. One of the last stages was the identification of the existence of interactions between the control loops by the method of the relative gain array (RGA). Once this step was made, the decoupling was calculated by hand, and it was applied in simulation. The results were not the expected ones. This is why the values of the integral error and the stabilization time were the worst ones to be applied. ; Grado en Ingeniería Química