Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 9

Identification, Analysis and Implementation of Model Predictive Controller (MPC) for Binary Distillation Column

Identyfikacja, analiza i implementacja modelu regulatora predykcyjnego (MPC) dla kolumny destylacyjnej binarnej

10.15199/48.2024.09.36

nr katalogowy: 150375
10.15199/48.2024.09.36

Streszczenie

Distillation column is one of the important equipment in petroleum refining; it is used to separate two or more components from a homogenous fluid mixture. The aim of the present work is to identify the model of real binary distillation column installed in SKIKDA Refinery, to design a suitable controller using model predictive control (MPC) concepts. The distillation column has 36 trays with feed entering on the 27th tray it is used to separate Naphta B from Naphta C. The distillation column model was developed through an experimental identification using MATLAB Toolbox. A suitable model predictive controller was designed to enhance productivity throughout the distillation process by the use of MATLAB software simulation.

Abstract

Kolumna destylacyjna jest jednym z ważnych urządzeń w rafinacji ropy naftowej; służy do oddzielania dwóch lub więcej składników z jednorodnej mieszaniny płynów. Celem niniejszej pracy jest zidentyfikowanie modelu rzeczywistej binarnej kolumny destylacyjnej zainstalowanej w rafinerii SKIKDA, aby zaprojektować odpowiedni sterownik przy użyciu koncepcji sterowania predykcyjnego modelu (MPC). Kolumna destylacyjna ma 36 półek z wsadem wprowadzanym na 27 półkę, która służy do oddzielania nafty B od nafty C. Model kolumny destylacyjnej został opracowany poprzez eksperymentalną identyfikację przy użyciu MATLAB Toolbox. Odpowiedni sterownik predykcyjny modelu został zaprojektowany w celu zwiększenia wydajności w całym procesie destylacji przy użyciu symulacji oprogramowania MATLAB.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] J.G. Stichlmair, J.R. Fair, Distillation: Principles and Practice, John Wiley & Sons, New York, 1998.
[2] Skogestad, S. (1997), Dynamics and Control of Distillation Columns–A Tutorial Introduction. Trans. IChemE, Vol 75, Part A
[3] Stichlmair, J. James R. F. (1998), Distillation: Principles and Practice.Wiley.
[4] H.Z. Kister, Distillation Design, McGraw-Hill Inc., 1992.
[5] Simulation dynamique et commande non linéaire des colonnes à distiller. PHD Thesis Pierre ROUCHON, L’école nationale supérieure des mines de PARIS (1990).
[6] Nonlinear Model Predictive Control of a Distillation Column Using Wavenet Based Hammerstein Model. K. Ramesh, A. Hisyam, N. Aziz and S.R. Abd Shukor Engineering Letters 21 November 2012.
[7] Studies on robust control of distillation columns. PHD Thesis of Sigurd. SKOGESTAD California Institue of thechnologie Pasadena, California 1987.
[8] Application of model predictive control (MPC) tuning strategy in multivariable control of distillation control. A. Ahmad and A. Wahid Reaktor, Vol. 11 No.2, Desember 2007, Hal. : 66-70.
[9] R.Cultler, B.L.Ramarker. Dynamic Matrix Control A Computer Control Algorithm. The American Institute of Chemical Engineering HOUSTON, TEXAS, 1979.
[10] Skogetsad, S. and Morari, M. asystematic approach to distillation column control, Distillation and Absorption 87,Brighton, UK published in : IChemE.symp series.104 :A71 A86.
[11] Skogetsad, S. Lundstrom, P. and Jacobson,E.W. 1990 selecting the best distillation control structure,AIChE J,36(5) :753-764.
[12] Skogetsad, S. and Morari, M. asystematic approach to distillation column control, Distillation and Absorption 87,Brighton, UK published in : IChemE.symp series.104 :A71 A86.
[13] Sigurd Skogestad, Manfred Morari. Control Configuration Selection For Distillation Clumns. California Institue of technologie Chemical Engineering CA91125., October 1987, Vol 33, N.10. 206-41 Pasadena,
[14] Sigurd Skogestad, Dynamics and control of distillation columns: A tutorial Introduction. Institution of chemical Engineers 0263-8762/97 . IChemE, Vol. 75, Part A, Sept. 1997
[15] B. Roffelꞏ B. H. Betlem, Advanced Practical Process Control. ISBN 3-540-40183-0 Springer-Verlag Berlin Heidelberg NewYork
[16] W. L. Luyben, Practical Distillation Control. New York: VanNostrand Reinhold, 1992.
[17] Fikar, M. and Mikleš, J. (2007). Process Modelling, Identificationand Control. Springer-VerlagBerlin Heidelberg.
[18] Ljung, L. (1999). System Indentification - Theory for the User (2nd ed.).Prentice-Hall.
[19] Anscombe, F. and Tukey, J. (1963) “The Examination and Analysis of Residuals”,Technomentrics, 5, No. 2, 141–160.
[20] Cook, D. and Weisberg, S. (1982) Residuals and Influence in Regression, Chapman and Hall, New York.
[21] Box, G. E. P. and Jenkins, G. M. (1970) Time series analysis, Holden-Day.
[22] Ljung, L. (1995) System identification toolbox: for use with MATLAB, The Math Works Inc., Mass, USA.
[23] Professor E. F. Camacho, Associate Professor C. Bordons (auth.)-Model Predictive (2007). control-Springer-Verlag London
[24] Robert Haber, Ruth Bars and Ulrish Schmitz, Predictive Control in Process Engineering: From the Basics to the Applications. Wiley-VCH (2011).
[25] Liuping Wang, Model Predictive Control System Design and Implementation Using MATLAB 2009 Springer-Verlag London Limited.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-9 , nr katalogowy 150375 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma