Control de procesos multivariables mediante un sistema de control distribuido modificado

Abstract

Este trabajo explora el control de procesos multivariables, teniendo en cuenta las necesidades industriales y utilizando las herramientas actuales en cuanto al control de procesos. Inicialmente se explican los conceptos básicos necesarios para la comprensión del control de procesos con múltiples entradas y múltiples salidas. Posteriormente, se hace una revisión de los métodos propuestos en la literatura para obtener Modelos Semi-físicos de Base Fenomenológica y se define una metodología que agrupa los pasos más relevantes de cada una generando una metodología completa para el desarrollo de modelos, que posteriormente es ejemplificada con un gasificador de carbón. Finalmente, visualizando las características propias de los sistemas de control comúnmente usados (control centralizado y control distribuido) se propone una metodología de diseño de un controlador que hace uso de controladores PID descentralizados y los coordina mediante un Controlador Predictivo Basado en Modelo. La metodología es ejemplificada con un gasificador de carbón en lecho fluidizado burbujeante. Se presentan simulaciones y comparaciones de los diferentes sistemas de control y finalmente se concluye acerca del desempeño de cada controlador con respecto al proceso seleccionado y en cuanto a la aplicabilidad industrial de la metodología propuesta. / Abstract. This work researches the multivariable process control taking into account industrial needs and using current tools available in process control. At the beginning basic concepts on multi-input and multi-output are exposed. Then, a literature review on methodologies for Semi-Physic Modeling is done and a new one is defined to group the main steps of each one. The complete methodology is then exemplified with a coal gasifier. Finally, taking into account the properties of centralized and decentralized control separately, a unified controller design methodology is proposed. It uses decentralized PID controllers and it coordinates them by using a Model Predictive Controller. The methodology is exemplified with a bubbling fluidized bed coal gasifier. Simulations and comparisons about the behavior of each control system are presented. Finally the conclusions are focused on performance of each control system and the industry utility of proposed methodology.