Controle de temperatura com compensação de tempo morto em aquecedores de água baseados em chama modulante

Abstract

Este trabalho propõe a utilização de uma estratégia de controle com compensação de tempo morto, de forma a realizar o controle de temperatura em aquecedores baseados no princípio de chama modulante, onde cada conjunto de queimadores pode ser acionado de forma individual. Desta forma, será possível posicionar o sensor de temperatura distante da saída do aquecedor e mais próximo do ponto de aplicação (por exemplo, chuveiro, aquário ou aplicações industriais) sem que o sistema apresente um comportamento muito oscilatório típico de sistemas com elevado tempo morto. O trabalho avalia as diversas propostas do Preditor de Smith existentes na literatura, de forma a projetar o controlador que melhor atenda as necessidades da aplicação. Os resultados obtidos apresentam uma resposta mais rápida do que em malha aberta e robusta perante variações dos parâmetros da planta e erros de modelagem, porém, oscilatória na presença de erros de identificação do tempo morto.

This paper proposes the use of a dead time compensator strategy, in order to control the temperature in heaters based on the principle of modulating flame, where each set of burners can be driven individually. In this way, it will be possible to locate the temperature sensor far away from the heater and closer to the application point (eg, shower, aquarium or industrial applications) without having a very oscillatory behavior typical of systems with large dead time. The paper evaluates various proposals of Smith Predictor in the literature, in order to design the controller that best fits the needs of the application. The results show a faster response than the open loop one, and robust with variations in the plant parameters and modeling errors, but oscillatory in the presence of misidentification dead time.