CONTROL POR RETROALIMENTACIÓN DE SALIDAS DE UN REACTOR DE HOMOPOLIMERIZACIÓN DE ALTA TEMPERATURA Feedback control on outputs of a high temperature homo-polymerization reactor

Resumen

Resumen:
Este trabajo presenta dos sistemas de control lineal para un reactor de tanque agitado de polimerización de estireno a alta temperatura en operación continua. El diseño de los sistemas se basó en un problema de estabilización del reactor alrededor de un estado estacionario inestable, utilizando dos configuraciones entradas-salidas. La primera considera dos entradas accionadas por las dos mediciones que en la práctica están disponibles, y aprovecha cierta característica de estabilidad del reactor. La segunda es de tipo inferencial, que considera las tres entradas de control posibles, accionadas por las dos mediciones disponibles y un estado estimado. Los controladores de acción proporcional-intergral (PI) fueron sintonizados asignando polos estables al modelo linealizado del reactor a lazo cerrado. Para la configuración inferencial se construyó un observador lineal de alta ganancia, con acción PI; las ganancias también fueron sintonizadas asignando polos estables a la dinámica de error de estimación. Las simulaciones muestran que ambos sistemas de control se desempeñan adecuadamente, estabilizando al reactor en un tiempo menor a un tercio del tiempo de residencia; y que el desempeño del esquema inferencial es ligeramente más rápido, pero éste requiere mayor esfuerzo de cómputo.
Palabras clave: Control lineal, control inferencial, polimerización de estireno, polimerización a alta temperatura.
Abstract:
This work presents two linear control systems of a continuous stirred tank reactor of styrene polymerization at high temperature in continuous operation. The design of systems was based on a problem of stabilizing the reactor around a unstable steady state, using two configurations inputs-outputs. The first considers two inputs driven by the two measurements that are available in practice. The second is inferential, that considers the three possible inputs control, driven by the two measurements available and one estimate state. The controllers of proportional-integral action (PI) were tuned to attach stable poles to the linear model of reactor to closed-loop. For inferential scheme we built a linear observer to high gain, whit PI action. The simulations show that both control systems are operating properly; the performance of the inferential scheme is slightly faster, but this requires more effort of computation.
Keywords: Linear control, inferential control, styrene polymerization, high temperature polymerization.