DISEÑO, INSTALACIÓN Y DESARROLLO DE ESTRATEGIAS DE CONTROL PARA UN CSTR PILOTO HÍBRIDO

Abstract

Actualmente los sistemas de control automático son fundamentales para el manejo de los procesos de producción en las plantas industriales. La productividad está muy relacionada con la automatización de los procesos, en la medida que se establezcan una serie de estrategias de control eficientes. Lo mencionado justifica el desarrollo de este trabajo, que tiene por objetivo montar y controlar una planta piloto de un reactor CSTR, en el Laboratorio de Control de Procesos del DIQA, de la Universidad Técnica Federico Santa María. La planta piloto diseada e instalada, consiste básicamente de un reactor CSTR (equipo principal) refrigerado por un serpentín, donde circula agua fría, un precalentador encargado de acondicionar las materias primas que ingresan al reactor y un tanque de alimentación con un circuito de refrigeración, que suministra un flujo constante de agua fría dentro de la planta. Por medio de un modelo cinético desarrollado en el software Matlab se simuló una reacción en serie, irreversible y exotérmica. El calor de reacción se agrega al CSTR a través de la manipulación de una resistencia eléctrica. El desempeo de las estrategias de control utilizadas, se evaluó a través de la conversión máxima alcanzada en el reactor. La cual estuvo sujeta a mantener una temperatura estable en éste y en el precalentador ante distintas perturbaciones realizadas en la planta. Por otro lado, se hizo necesario el desarrollo de una lógica, que permitió minimizar el consumo de agua proveniente de la red, recirculando el flujo de salida del reactor nuevamente al tanque de alimentación. Esta situación impuso restricciones al control utilizado, ya que una recirculación constante elevó la temperatura del tanque de alimentación, pero dentro de un rango acotado, a pesar de operar con un sistema de refrigeración del agua acumulada en el tanque de alimentación.