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Title: Análise da eficiência de desacopladores e técnicas de projeto de controladores PI SISO para processos de moagem.
Authors: Café, Grazielle Amanda do Carmo
metadata.dc.contributor.advisor: Braga, Márcio Feliciano
metadata.dc.contributor.referee: Braga, Márcio Feliciano
Eras Herrera, Wendy Yadira
Ricco, Rodrigo Augusto
Keywords: Beneficiamento de minério
Controle automático
Controladores PID
Ferro - minas e mineração
Minérios de ferro
Issue Date: 2022
Citation: CAFÉ, Grazielle Amanda do Carmo. Análise da eficiência de desacopladores e técnicas de projeto de controladores PI SISO para processos de moagem. 2022. 59 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) - Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas, Universidade Federal de Ouro Preto, João Monlevade, 2022.
Abstract: Minas Gerais é o estado que mais possui reservas minerais, sendo de suma importância para a economia do estado, especialmente a extração de minério de ferro. A mineração caracteriza a atual configuração da sociedade, dado que diversos produtos são provenientes dessa atividade. Sobretudo, é uma atividade de alto valor energético. Nesse sentido, a área de controle sugere estudos e pesquisas no ramo, para melhor compreensão de como pode ser realizada a otimização das variáveis de interesse a fim de entregar um produto de qualidade, garantindo estabilidade do processo e atendendo a critérios de desempenho definidos pelo projetista. Uma das etapas que mais consome energia no processo de mineração é a moagem e o seu custo varia de acordo com o tamanho das partículas de minério resultantes do processo de beneficiamento mineral. A dificuldade de implementação de circuitos de controle em processos de moagem reside em sua dinâmica complexa, uma vez que o circuito apresenta múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO, do inglês, Multiple Input Multiple Output), além do forte acoplamento entre as variáveis, atrasos no tempo e sistemas integradores, pontos a serem discutidos ao decorrer deste trabalho. Como alternativa, o uso de controladores SISO (do inglês, Single Input Single Output) mostra-se vantajoso, pois são simples e fáceis de sintonizar. No entanto, dadas as características de múltiplas entradas e múltiplas saídas para os modelos de plantas de moagem, é preciso utilizar estratégias sofisticadas para lidar com o problema, como inserir desacopladores ao processo. Neste trabalho, busca-se investigar o desempenho de diferentes tipos de desacopladores para sistemas MIMO, utilizando como verificação três modelos distintos de sistemas de moagem, de forma a descrever as dificuldades e os fatores determinantes para cada tipo de desacoplador. Além disso, busca-se avaliar a eficiência por meio dos índices de desempenho e a averiguação entre o conjunto desacoplador-controlador. Em busca de controles satisfatórios, foi avaliado em ambiente simulacional para os modelos em estudo, a aplicação do Desacoplador Estático e Controle Descentralizado. Para cada um destes, posteriormente, foi avaliado sua respostas por índices de desempenho e realizado a comparação entre as sintonias de controle, como o Método do Modelo Interno (IMC, do inglês Internal Model Control), Método do Modelo Interno Simples (SIMC, do inglês Simple Internal Model Control) e o Método da Síntese Direta.
metadata.dc.description.abstracten: Minas Gerais is the state that has the most mineral reserves, and it is of the utmost importance for the state's economy, especially the extraction of iron ore. Mining characterizes the current configuration of the society we live in, given that several products come from this activity. Above all, it is an activity of high energy value. In this sense, the control area suggests studies and research in the field, for better understanding of how the optimization of variables of interest can be performed in order to deliver a quality product, ensuring process stability and meeting performance criteria set by the designer. One of the stages that consumes the most energy in the mining process is grinding, and its cost varies according to the size of the ore particles resulting from the mineral beneficiation process. The difficulty of implementing control loops in milling processes lies in their complex dynamics, once the circuit presents multiple inputs and multiple outputs (MIMO), besides the strong coupling between variables, time delays and integrator systems, points that will be discussed throughout this work. As an alternative, the use of SISO (Single Input Single Output) controllers is advantageous, because they are simple and easy to tune. However, given the multiple input and multiple output characteristics of the milling plant models, it is necessary to use sophisticated strategies to deal with the problem, such as inserting decouplers in the process. In this paper, it is sought to investigate the performance of different types of decouplers for MIMO systems, using three different milling system models as verification, in order to describe the difficulties and determining factors for each type of decoupler. In addition, it seeks to evaluate efficiency by means of performance indices and ascertainment between the decoupler-controller assembly. In search of satisfactory controls, the application of Static Decoupler and Decentralized Control was evaluated in a simulational environment for the models under study. For each of these, afterwards, their responses were evaluated by performance indexes and a comparison was made between the control tunings, such as the Internal Model Method (IMC), the Simple Internal Model Control Method (SIMC), and the Direct Synthesis Method.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/4291
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