Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controle
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) |
Texto Completo: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/9642 |
Resumo: | The presence of static friction in control valves generates limit cycles that degrade the performance of control loops in which they operate. Once stiction is detected, its compensation avoids unwanted production stoppages and profit loss until the valve can be corrected. Model-free compensation methods add pulses to the control signal in order to overcome the friction in the actuator. Although those methods are easy to implement and to parameterize as they do not demand complex modeling, eventually they tend to raise valve deterioration due to increased movement caused by the added pulses. This paper analyzes the application of pulses with variable amplitude for stiction compensation in order to reduce the movement of the valve without significant loss of controller performance. Given a maximum specification for the error, a method was proposed to select compensator parameters using operation data. The method was evaluated through different parameter choices simulations, and the result compared to other model-free methods found on literature. The method was implemented in an industrial controller, evaluating its performance under different operating conditions of the control valve and controller. The test results show this method is applicable in a varied array of real situations. |
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Munaro, Celso JoséCastro, Gabriel Barbosa deFrizera Neto, AnselmoSalles, Jose Leandro FélixCampos, Mário Cesar Mello Massa de2018-08-02T00:01:02Z2018-08-012018-08-02T00:01:02Z2015-12-18The presence of static friction in control valves generates limit cycles that degrade the performance of control loops in which they operate. Once stiction is detected, its compensation avoids unwanted production stoppages and profit loss until the valve can be corrected. Model-free compensation methods add pulses to the control signal in order to overcome the friction in the actuator. Although those methods are easy to implement and to parameterize as they do not demand complex modeling, eventually they tend to raise valve deterioration due to increased movement caused by the added pulses. This paper analyzes the application of pulses with variable amplitude for stiction compensation in order to reduce the movement of the valve without significant loss of controller performance. Given a maximum specification for the error, a method was proposed to select compensator parameters using operation data. The method was evaluated through different parameter choices simulations, and the result compared to other model-free methods found on literature. The method was implemented in an industrial controller, evaluating its performance under different operating conditions of the control valve and controller. The test results show this method is applicable in a varied array of real situations.A presença de atrito estático em válvulas de controle gera ciclos limite que degradam o desempenho das malhas de controle onde atuam. Uma vez detectado o atrito, sua compensação evita paradas indesejadas de produção e lucros cessantes até que seja possível fazer a manutenção da válvula. Métodos de compensação não baseados em modelos adicionam pulsos ao sinal de controle com o objetivo de vencer o atrito no atuador. Apesar de serem métodos de fácil implementação e parametrização por não demandarem modelagens complexas, acabam por aumentar a degradação da válvula devido a uma maior movimentação na mesma ocasionada pelos pulsos adicionados. Este trabalho analisa a aplicação de pulsos com amplitude variável para compensação de atrito visando a redução na movimentação da válvula sem perdas significativas no desempenho dos controladores. Dada uma especificação máxima para o erro, uma metodologia é proposta para a escolha dos parâmetros do compensador a partir de dados de operação. O método é avaliado via simulação para diferentes escolhas de parâmetros e seu resultado é comparado a outros métodos não baseados em modelo da literatura. A implementação do método em um controlador industrial é realizada avaliando seu desempenho para diferentes condições de operação da válvula de controle e do controlador. Os resultados e testes realizados evidenciam a aplicabilidade do método em situações reais bastante variadas.Texthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/9642porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFESBRCentro TecnológicoAtritoVálvulas de controle pneumáticoSistemas inteligentes de controleMedidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas; Instrumentação621.3Análise e implementação de um compensador de atrito para válvulas de controleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALtese_6470_Gabriel Barbosa de Castro - Dissertação de mestrado.pdfapplication/pdf4000049http://repositorio.ufes.br/bitstreams/3389ec90-a38e-408b-9804-b0903fcc1dc3/download136aecdd077c781de6c50afa4626be63MD5110/96422024-07-17 17:00:59.957oai:repositorio.ufes.br:10/9642http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T18:00:52.818553Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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