Sterowanie kolumną rektyfikacyjną z wykorzystaniem nieliniowego algorytmu predykcyjnego

• Autorzy: Łapiński M. , Piotrowski R.

Warianty tytułu

EN

Control of distillation column using nonlinear predictive algorithm

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Popularną metodą rozdziału ciekłych mieszanin wieloskładnikowych jest rektyfikacja, stosowana w różnych gałęziach przemysłu. W artykule rozważana jest mieszanina etanol-woda. Przedstawiono powszechnie stosowany nieliniowy model dwuskładnikowej kolumny rektyfikacyjnej, dokonano jego dyskretyzacji i zaimplementowano w środowisku MATLAB/Simulink. Następnie zaprojektowano układ sterowania wykorzystując nieliniowy algorytm predykcyjny. W badaniach symulacyjnych przeanalizowano wpływ zmian parametrów algorytmu sterowania i zakłóceń na jakość sterowania.

EN

Distillation is the most common unit operation in different branches (e.g. petrochemical, chemical, paper, food and pharmaceutical) of industry. A two product (ethanol-water) distillation process is considered in the paper. There is presented a widely used model of two product distillation column [5]. Next, a nonlinear predictive algorithm is designed. The model predictive technology has achieved a strong position in the industrial process control. The proposed control system is validated by simulations in MATLAB/Simulink environment. The influence of control parameters and disturbances is analysed. The paper is organized as follows. Section 1 contains an introduction to the issues of this paper. The distillation column is described in Section 2. Section 3 presents the dynamical nonlinear model of a distillation column. The nonlinear predictive algorithm is designed in the next section. The simulation results and analysis are presented in Section 5. Finally, the conclusions are drawn.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie matematyczne; systemy dynamiczne; systemy nieliniowe; sterowanie predykcyjne; kolumna rektyfikacyjna

EN

mathematical modeling; dynamic systems; nonlinear systems; predictive control; distillation column

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 8
• Strony: 745--749
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Łapiński M.

autor

Piotrowski R.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk,

Bibliografia

• [1] Błasiński H., Młodziński B.: Aparatura przemysłu chemicznego. WNT, Warszawa 1983.
• [2] Castellanos-Sahagun E., Alvarez-Ramirez J., Alvarez J.: Two-point composition-temperature control of binary distillation columns. Industrial and Engineering Chemistry Research 45 (2006) 9010-9013.
• [3] Chandra P. V. S. R, Venkateswarlu Ch.: Multistep model predictive control of ethyl acetate reactive distillation column. Indian Journal of Chemical Technology, Vol. 14 (2007), pp. 333-340.
• [4] Kumar M. V. P., Kaistha N.: Decentralized control of a kinetically controlled ideal reactive distillation column. Chemical Engineering Science 63 (2008) 228-243.
• [5] Luyben W. L.: Process Modeling Simulation and Control for Chemical Engineers. Second Edition. McGraw-Hill, New York 1990.
• [6] Ławryńczuk M., Marusak P., Tatjewski P.: Bieżąca optymalizacja punktu pracy procesów regulowanych algorytmem predykcyjnym. Materiały konferencyjne XV Krajowej Konferencji Automatyki, Warszawa 27-30 czerwca 2005.
• [7] Piotrowski R., Brdyś M. A., Konarczak K., Duzinkiewicz K., Chotkowski W.: Hierarchical dissolved oxygen control for activated sludge processes. Control Engineering Practice, Vol. 16 (2008), No. 1, pp. 114-131.
• [8] Piotrowski R., Mojsiewicz A.: Nieliniowy regulator predykcyjny w sterowaniu instalacją napowietrzającą. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 57 (2011), Nr 3, 253-256.
• [9] Praca zbiorowa (red. Zarzycki R.): Zadania rachunkowe z inżynierii chemicznej. PWN, Warszawa 1980.
• [10] Skogestad S.: Dynamics and control of distillation columns-a critical survey. Modeling, Identification and Control, Vol. 18 (1997), No. 3, pp. 177-217.
• [11] Tatjewski P.: Advanced control of industrial processes: structures and algorithms. Springer-Verlag, London Limited 2007.
• [12] Waller J. B., Böling J. M.: Multi-variable nonlinear MPC of an ill-conditioned distillation column. Journal of Process Control 15 (2005) 23-29.