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Córdova, J., (2019). Modelado, simulación y control de la temperatura de un reactor continuo de tanque agitado (CSTR) para un proceso exotérmico [Tesis, Universidad Nacional de Ingeniería]. http://hdl.handle.net/20.500.14076/19796
Córdova, J., Modelado, simulación y control de la temperatura de un reactor continuo de tanque agitado (CSTR) para un proceso exotérmico [Tesis]. PE: Universidad Nacional de Ingeniería; 2019. http://hdl.handle.net/20.500.14076/19796
@misc{sunedu/3502903,
title = "Modelado, simulación y control de la temperatura de un reactor continuo de tanque agitado (CSTR) para un proceso exotérmico",
author = "Córdova Claros, Josmell",
publisher = "Universidad Nacional de Ingeniería",
year = "2019"
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En el presente trabajo de tesis se lleva a cabo el modelado matemático, la simulación dinámica y el control de la temperatura de un reactor continuo tipo tanque agitado (CSTR), utilizando el programa y lenguaje de programación OCTAVE. El modelo dinámico se valida con el simulador de procesos UNISIM. El CSTR es inestable en lazo abierto, por lo tanto, el control de la temperatura es de vital importancia para la operación segura, estable y rentable del CSTR. El modelo dinámico y no lineal del CSTR se deduce a partir de las leyes fundamentales de conservación de la materia y energía. El modelo también es linealizado con el fin de analizar su estabilidad mediante el criterio de estabilidad de Nyquist. El proceso estudiado es la producción de propilenglicol a partir de la hidrólisis del óxido de propileno, cuya principal reacción es irreversible y exotérmica (libera calor). Para remover el calor generado y poder controlar la temperatura dentro del reactor se hace circular agua de enfriamiento a través de la camisa del reactor. El CSTR es un proceso con una dinámica compleja debido a su fuerte no linealidad, y por lo tanto, es difícil de controlador mediante el esquema de control convencional (un solo lazo). Por tal motivo, en esta tesis se propone una estrategia de control mejorada como el control en cascada (dos lazos de control: primario y secundario) para lograr el control preciso y eficaz de la temperatura del CSTR. Las simulaciones demuestran que el desempeño dinámico del control en cascada es superior al control convencional para perturbaciones en el sistema de enfriamiento con agua, específicamente en la temperatura de alimentación, con una respuesta más rápida, un menor sobreimpulso y esfuerzo en la válvula de control. Los parámetros del controlador PID en el esquema convencional se determinan a partir de la ganancia y periodo últimos obtenidos del diagrama de Nyquist y utilizando las reglas de sintonización de Tyreus-Luyben. En el control en cascada, los parámetros de los controladores primario y secundario (PID y PI, respectivamente) se calculan a partir de reglas de sintonización PID basadas en el método de Síntesis Directa (o equivalentemente el método de Control por Modelo Interno).
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