MODELACIÓN DINÁMICA NO LINEAL Y CONTROL DE EVAPORADORES EN LA INDUSTRIA AZUCARERA. NONLINEAR DYNAMIC MODEL’S AND CONTROL OF SUGAR EVAPORATORS IN THE SUGAR INDUSTRY. Luis M. Peralta Suárez1, Julio Emmanuel Pullaguari Arciniega2
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Departamento de Ingeniería Química. Facultad de Química y Farmacia. Universidad
Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV). Carretera a Camajuaní km 5 y ½. SantaClara, Cuba. Teléfono: 281164(centro de trabajo) y 281606 (domicilio) , mail:
[email protected], [email protected]
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Universidad Nacional de Loja, Ecuador.
MODELACIÓN DINÁMICA NO LINEAL Y CONTROL DE EVAPORADORES EN LA INDUSTRIA AZUCARERA. Resumen: En este trabajo Se desarrolla un modelo matemático no lineal riguroso del tipo DAEM para simular el comportamiento de estadoestacionario y dinámico de la etapa de evaporación en el Ingenio “MALCA “ de la Provincia de Loja en Ecuador. El modelo matemático de estado estacionario es ajustado al comportamiento experimental observado en la instalación. Con este modelo se obtiene toda la información del punto de operación nominal del proceso, necesaria para estudiar el comportamiento dinámico del proceso durante su operación. Conel modelo matemático dinámico, se estudia el comportamiento de seis estrategias de control de este proceso, para lo cual se le agregan a dicho modelo las ecuaciones correspondientes a los seis sistemas de control automático. Con los modelos matemáticos resultantes se determinan los esquemas de control que presentan el mejor comportamiento. Finalmente se hace un análisis desde el punto de vistatécnico económico de cual debe ser la estrategia a implementar. Abstract: In this work a rigorous nonlinear mathematical model of type DAEM is developed, to simulate the behavior of stationary and dynamic state of the stage of evaporation in MALCA Sugar Factory of the Province of Loja in Ecuador. The mathematical model of stationary state is fit to the observed experimental behavior in theinstallation. With this model, all the necessary information of the process for the nominal point is obtained, to study the dynamic behavior of the process during its operation. With the dynamic mathematical model, the behavior of six strategies of control of this process studies, for which the equations corresponding to the six systems of automatic control are added to him to this model. With the resultingmathematical models the control schemes are determined that present the best behavior. Finally an analysis is made from economic and technical point of view of as it must be the strategy to implement.
Palabras claves: Control de automático de procesos, Modelación dinámica, Evaporadores, Industria azucarera. Key Boars: Automatic Process Control, Dynamics Modeling, Sugar Industry. Introducción:El control del proceso de evaporación de jugos azucarados en la industria azucarera presenta gran importancia, desde el punto de vista energético y por el efecto que puede tener en la calidad de la operación de cristalización. Existen muchos trabajos anteriores que han abordado el problema de la modelación y el control automático de este proceso.1, 2, 3, 4 El objetivo de este trabajo es analizarseis variantes de estrategia de control para un sistema de múltiples efectos, constituido por seis efectos o vasos, lo cual no es tradicional en la industria azucarera. 1. Estrategias de control de múltiples efectos. Estrategia I (Feedback+Cascade): Control de nivel en cada vaso manipulando el flujo de salida y control del brix del último vaso en cascada con el control de flujo de vapor de escapedel primer vaso (Ver Fig. 1). Estrategia II (Feedback): Control de nivel en cada vaso manipulando el flujo de entrada a cada vaso y control del Brix del último vaso manipulando el flujo de salida del último vaso. Control de nivel en el tanque de alimentación manipulando el flujo de vapor al primer vaso (Ver Fig. 2). Estrategia III (Feedback+Feedfordward+Cascade): Control de nivel en cada vaso…
