SELECCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONTROL OPTIMIZANTES

AGUSTÍN BOTTARI; ALEJANDRO G. MARCHETTI

Rosario

Jornada; XIII Jornada de Ciencia y Tecnología; 2019

Universidad Nacional de Rosario

La selección de estructuras de control involucra la selección de variables de salida controladas, variables de entrada manipuladas, valores de consigna para las variables de salida controladas, y valores para las variables de entrada no manipuladas. Históricamente, la selección de la estructura de control de una planta completa se ha basado en conocimientos del proceso, criterios heurísticos, y criterios de controlabilidad. Sin embargo, debido a que la selección de estructuras de control tiene una importante influencia en el desempeño económico de un proceso, se han propuesto en la literatura distintas técnicas de selección de estructuras de control en base a criterios económicos. En este trabajo, se integraron dos de las principales técnicas de selección de estructuras de control en base a criterios económicos: El método de los márgenes de seguridad y el control auto-optimizante. Desde un punto de vista económico es deseable operar el proceso lo más cerca posible de las restricciones activas del problema de optimización. Sin embargo, en presencia de perturbaciones es necesario incluir márgenes de seguridad en las restricciones a fin de no violarlas. Para una estructura de control determinada es posible calcular los márgenes de seguridad necesarios a fin de no violar las restricciones en presencia de perturbaciones. La metodología de los márgenes de seguridad para la selección de estructuras de control se basa en la idea de determinar la estructura de control que minimice la pérdida de optimalidad asociada a los márgenes de seguridad. Por otra parte, el control auto-optimizante tiene como objetivo seleccionar variables controladas y valores consigna tales que la pérdida de optimalidad sea mínima en presencia de perturbaciones. Las técnicas de control auto-optimizante se focalizan en la selección de estructuras de control para anular los grados de libertad restantes luego de controlar todas lasrestricciones activas. En este trabajo se propusieron distintas formulaciones del problema de los márgenes de seguridad que selecciona variables controladas y sus respectivos valores consigna, minimizando el costo económico promedio con respecto a incertidumbre paramétrica. Se emplearon formulaciones mixtas enteras no lineales y mixtas enteras cuadráticas. Se comparó el desempeño de las formulaciones propuestas en la selección de la estructura de control óptima para un reactor continuo agitado y para un evaporador de circulación forzada. Los resultados muestran que las formulaciones propuestas permiten disminuir costos operativos sin violar las restricciones de operación en presencia de perturbaciones.