طراحی ساختار کنترلی برای یک برج تقطیر پیچیده مجهز به پمپ حرارتی تراکم بخار
Abstract
در این پایان نامه رفتار دینامیکی و ساختار کنترلی سیستم تقطیر مجهز به چرخه تراکم بخار بررسی شده است. سیستم مورد مطالعه در این تحقیق، یک برج تقطیر صنعتی است که در جداسازی مخلوط پروپیلن و پروپان استفاده می شود. این برج یک نوع برج تقطیر بازیافت حرارتی است که از پمپ حرارتی در انتقال حرارت از کندانسور به ریبویلر بهره می گیرد. طراحی ساختار کنترلی عبارت است از تصمیم های ساختاری که در طراحی سیستم کنترلی یک واحد صنعتی شیمیایی اتخاذ می گردد. اولین گام در طراحی ساختار کنترلی انتخاب متغیر های کنترل شونده است. در این پایان نامه، بیشترین تمرکز بر روش کنترل خود بهینه ساز به منظور انتخاب متغیر های کنترل شونده معطوف شده است. کنترل خود بهینه ساز یک روش نظام یافته کمی در انتخاب متغیر های کنترل شونده است که مبنای آن محاسبات اقتصادی در حالت پایا می باشد. در کنترل خود بهینه ساز با استفاد از روش های ریاضی متغیر هایی انتخاب می شوند که وقتی در مقدار مقرر کنترل شوند، اعمال اغتشاش در شرایط بهینه تاثیر زیادی بر فرایند نگذارد و اتلاف اقتصادی قابل قبولی به دست آید. در روش کنترل خود بهینه ساز نیازی به حل مساله بهینه سازی در هر لحظه و تعیین مقادیر مقرر بهینه نمی باشد. در این تحقیق، برج تقطیر مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار هایسیس در حالت پایا و دینامیک شبیه سازی شد، سپس ساختار کنترلی آن با استفاده از روش کنترل خود بهینه ساز طراحی گردید. نتایج بهینه سازی نشان می دهد کنترل نسبت جریان برگشتی به جریان بخار خواص خود بهینه ساز مناسبی دارد. پس از تعیین متغیر های کنترل شونده و کنترل کننده به منظور ارزیابی ساختار کنترلی انتخابی، پاسخ دینامیکی واحد نسبت به اغتشاشات مختلف بررسی شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که ساختار کنترلی پیشنهادی دارای عملکرد مناسبی در کنترل برج تقطیر تراکم بخار می باشد.