Controle De Reatores De Polimerização Baseado Na Estimação De Parâmetros Em Tempo Real

Abstract

Este trabalho apresenta uma estratégia de controle baseada da estimação de parâmetros em tempo real utilizando o Filtro de Kalman que apresenta potencial para o desenvolvimento de estratégias de controle mais eficientes para reatores de polimerização descontínuos. Através da utilização do filtro de Kalman estendido (FKE) e de modelos simplificados de balanço de energia no reator e na jaqueta, obteve-se a estimação simultânea do calor de reação (QR) e do produto entre o coeficiente global de transferência de calor e a área de troca térmica (UA), utilizando apenas as medidas das temperaturas do processo. O modelo estocástico do processo, definido pelo FKE, foi utilizado para projetar um controlador por antecipação (feedforward), que através das estimativas de QR e UA, determina o setpoint para o controlador escravo (PI) em uma malha em cascata. A fim de testar a estratégia de controle proposta, utilizou-se um reator de polimerização benchmark proposto na literatura específica de controle de processos, cujo modelo matemático foi validado em uma planta de polimerização real. A estratégia proposta de controle baseada na estimação de parâmetros em tempo real foi capaz de manter a temperatura de reação adequadamente controlada frente a diversas perturbações. Além disso, revelou-se robusta, generalista e adequada para aplicações em reatores multipropósitos, visto que é capaz de estimar parâmetros de processo com base em modelos simplificados do balanço de energia tendo como variáveis medidas apenas as temperaturas do reator e da jaqueta.