Controlador auto-supervisionável em duas camadas para aplicações remotas

Abstract

Após a implementação do sistema de controle de um determinado processo, o aumento de variabilidade das variáveis controladas pode ser consequência do envelhecimento de ativos, falha em sensores, mudanças no ponto de operação, troca de equipamentos, entre outros fatores. Seria desejável que o controlador exibisse a capacidade de se adaptar frente a estas alterações. A redução da variabilidade em malhas de controle pode trazer vantagens tais como redução do consumo de energia e de matéria-prima, menor tempo de transição entre pontos de operação, menor quantidade de produtos fora de especificação, entre outros. Com tal objetivo, este trabalho propõe uma arquitetura de controlador auto-supervisionável capaz de se adaptar a pequenas variações no processo, através da separação dos objetivos de controle em duas camadas. A camada inferior é responsável pelo controle regulatório, é implementada junto ao processo controlado, e neste trabalho é obtida pelo método IMC, Internal Model Control em função de um único parâmetro de ajuste. A camada superior, remota à aplicação, é responsável pela otimização do controlador, e para isso utiliza o método de Extremum Seeking Control. A concepção desta arquitetura prevê que a comunicação entre as duas camadas pode ser feita por uma rede não-determinística, e a estabilidade da malha não deve ser comprometida com a perda desta comunicação. Para os testes com o controlador, um modelo não-linear da planta laboratorial de tanques esféricos foi utilizado, e após o desenvolvimento do controlador, um ensaio na planta real foi realizado. Os resultados com o controlador desenvolvido foram satisfatórios, sendo este capaz de reduzir em tempo real a variabilidade na malha de controle mesmo com influência de perturbações no processo.