Desenvolvimento de uma Estrutura de Controle Híbrida para Sistemas de Refrigeração de Alta Pressão
Este trabalho propõe uma estrutura
de controle híbrida para sistemas de refrigeração
de alta pressão. A metodologia foi aplicada para
o controle de pressão em um calorímetro para
compressores que utilizam o dióxido de carbono
como fluido refrigerante, substituindo a válvula
antes operada manualmente. O calorímetro
opera com um intervalo de pressão de sucção
de (20 a 50) bar e de pressão de descarga de
(75 a 105) bar. O ciclo de refrigeração funciona
com três níveis de pressão, que são definidos
por duas válvulas automáticas industriais com
motores de passo acoplados. Um controle
híbrido formado por um controle linear seguido
por um controle chaveado de três níveis foi
desenvolvido de modo a conduzir as pressões
para os valores desejados. Um driver de
comando foi projetado e desenvolvido para
interpretar os sinais de controle e atuar sobre
as válvulas automáticas. Com a estrutura de
controle proposta foi possível obter um modelo
satisfatório do compressor com os pontos
obtidos automaticamente, em menos da metade
do tempo, quando comparado com a operação
manual, tornando o calorímetro muito mais ágil
e estável para uma vasta gama de condições
de funcionamento. Além de fornecer resultados
mais rápidos, a estrutura de controle proposta
também apresentou robustez nos ensaios de
rejeição de perturbação e confiabilidade nos
testes de seguimento de referência, atendendo
os requisitos de projeto da estrutura de controle.
Desenvolvimento de uma Estrutura de Controle Híbrida para Sistemas de Refrigeração de Alta Pressão
-
DOI: 10.22533/at.ed.6522023039
-
Palavras-chave: Controle híbrido; Calorímetro de alta pressão; Refrigeração com dióxido de carbono; Válvulas automáticas industriais; Avaliação experimental.
-
Keywords: Hybrid control; High-pressure calorimeter; Carbon dioxide refrigeration; Automatic industrial valves; Experimental evaluation.
-
Abstract:
This paper proposes a hybrid control structure for high pressure
refrigeration systems. The methodology was applied for controlling pressure in
a calorimeter for carbon dioxide compressors, replacing a valve that was operated
manually. The calorimeter works with a pressure range from (20 to 50) bar for suction
and (75 to 105) bar for discharge. The refrigeration cycle works with three pressure
levels and two automatic valves with internally coupled stepper motors. A hybrid control
comprising a linear control followed by a three level switching control was developed in
order to get the pressures to the desired values. A command driver was designed and
implemented to interpret the control signals and drive the valves. With the proposed
control structure, it was possible to obtain a satisfactory compressor model with only
automatic tests, in less than half the time, when compared to the manual operation,
making the calorimeter faster and stable for a wide range of working conditions. In
addition to providing quicker tests, the proposed control structure showed also
robustness in disturbance rejection tests and reliability in reference tracking tests,
meeting the control structure project requirements.
-
Número de páginas: 16
- Alexsandro dos Santos Silveira
- Guilherme Matias
- Rodolfo César Costa Flesch
- Murilo Ferreira Vitor
