Implementation and performance assessment of a real-time optimization system on a virtual fluidized-bed catalytic-cracking plant

Abstract

This thesis develops and evaluates RTO implementation in a FCCU virtual plant, taking into account each RTO stage (noise elimination, steady-state detection, data validation, parameter estimation, and optimization). The dynamic data to carry out this analysis were obtained from an FCCU virtual plant based on a dynamic deterministic model developed in Matlab®. The model output data were contaminated with Gaussian and gross errors to simulate measurements from a real plant. For denoising, steady-state detection, data reconciliation, parameter estimation, and optimization, different strategies and algorithms were studied and assessed, while a decentralized PID was proposed for the control system. Finally, the most appropriate strategies for the case study were implemented and their performance was fully evaluated.

Resumen: Esta tesis desarrolla y evalúa la implementación de la RTO en una planta virtual de FCCU, teniendo en cuenta cada etapa de una RTO (eliminación de ruido, detección de estado estable, validación de datos, estimación de parámetros y optimización). Los datos dinámicos para llevar a cabo este análisis se obtuvieron de una planta virtual de FCCU basada en un modelo determinista dinámico desarrollado en Matlab®. Los datos de salida del modelo se contaminaron con error de Gauss y error grueso para simular mediciones de una planta real. Para la eliminación de ruido, la detección de estado estable, la reconciliación de datos, la estimación de parámetros y la optimización, se estudiaron y evaluaron diferentes estrategias y algoritmos, mientras que para el sistema de control se propuso un PID descentralizado. Finalmente, se implementaron las estrategias más apropiadas para el estudio de caso y se evaluó su desempeño en conjunto.