IMPLEMENTAÇÃO DE CONTROLADOR NEURO-FUZZY E SISTEMA SUPERVISÓRIO PARA PLANTA DIDÁTICA

Abstract

/RESUMO: Desde o início do século XX, os conhecimentos de gestão desenvolvidos por Taylor e Ford trouxeram avanços sem precedentes à produtividade das empresas dos Estados Unidos e do mundo. O uso de controladores clássicos, como o PID, têm solucionado grande parte dos problemas de controle presentes na indústria. Porém, na teoria, as plantas são tratadas como sistemas lineares, o que se difere dos sistemas reais que são, em sua maioria, não-lineares. A partir destes casos, novas abordagens de controle em busca de ferramentas não-lineares se torna fundamental para garantir a qualidade e segurança dos processos. Dentre as soluções existentes na literatura, o controle Neuro-Fuzzy vem sendo bastante estudado nas últimas décadas. A medição de nível é um recurso cotidiano em grandes indústrias e a demanda de um bom controle do mesmo vem crescendo cada dia mais e, consequentemente, a presença de sistemas supervisórios e a aquisição de dados em plantas controladas se faz de grande importância visto que esta aplicação nos oferece acompanhamento em tempo real do ambiente de produção. Utilizando-se de metodologias clássicas e modernas para projetar controladores, este trabalho apresenta um controlador Neuro-Fuzzy em comparação à um PID, aplicados em uma planta piloto de nível, assim como o acompanhamento do processo por um sistema supervisório. Para tal, a planta utilizada necessitou de alterações para atender a aplicação de técnicas de controle inteligente, uma vez que existia uma limitação física da mesma. O controle Neuro-Fuzzy foi implementado por meio de um treinamento baseado nos dados de ativação da motobomba responsável pelo movimento de água no sistema. Os métodos utilizados obtiveram bons resultados ao analisar-se as especificações de desempenho, considerando ainda que tentou-se replicar a resposta do PID no controlador Neuro-Fuzzy e o mesmo apresentou-se eficaz. A criação do SCADA mostrou-se de grande valia ao se considerar a trivialidade para se operar a planta piloto e acompanhar a variação do nível no sistema interligado de tanques.

/ABSTRACT: Since the beginning of the 20th century, the management skills developed by Taylor and Ford have brought unprecedented advances to the productivity of companies in the United States and around the world. The use of classical controllers, such as PID, has solved most of the control problems present in the industry. However, in theory, plants are treated as linear systems, which differs from real systems, which are mostly non-linear. From these cases, new control approaches in search of non-linear tools becomes fundamental to guarantee the quality and safety of the processes. Among the existing solutions in the literature, the Neuro-Fuzzy control has been extensively studied in recent decades. Level measurement is an everyday resource in large industries and the demand for a good control of it is growing every day and, consequently, the presence of supervisory systems and the acquisition of data in controlled plants is of great importance since this application offers us real-time monitoring of the production environment. Using classical and modern methodologies to design controllers, this work presents a controller Neuro-Fuzzy compared to a PID, applied in a pilot plant level, as well as the monitoring of the process by a supervisory system. For this, the plant used needed changes to meet the application of intelligent control techniques, since there was a physical limitation of the same. The Neuro-Fuzzy control was implemented through training based on the activation data of the motor pump responsible for the movement of water in the system. The methods used obtained good results when analyzing the performance specifications, considering that we tried to replicate the PID response in the Neuro-Fuzzy controller and it was effective. The creation of SCADA proved to be of great value when considering the triviality to operate the pilot plant and follow the level variation in the interconnected system of tanks.