Multivariable closed - loop identification with constrained MPC control - a case study in an industrial depropanizer column

Descripción del Articulo

The objective of this work is the re-identification of the process model that is used in existing predictive controllers (MPC) using closed-loop operation data. The controller is assumed to have a two-layer structure, where in the upper layer a simple economic optimization algorithm determines a set...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Tisza Contreras, Juan F., Sotomayor, Oscar A. Z., Odloak, Darci, Moro, Lincoln F. L., Álvarez, Hernán D.
Formato: artículo
Fecha de Publicación:2007
Institución:Universidad Nacional de Ingeniería
Repositorio:Revistas - Universidad Nacional de Ingeniería
Lenguaje:español
OAI Identifier:oai:oai:revistas.uni.edu.pe:article/379
Enlace del recurso:https://revistas.uni.edu.pe/index.php/tecnia/article/view/379
Nivel de acceso:acceso abierto
Materia:identificación en lazo cerrado
control predictivo
mantenimiento del modelo del proceso
evaluación del desempeño del control
columna depropanizadora
closed-loop identification
model predictive control
process model maintenance
control performance assessment
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spelling Multivariable closed - loop identification with constrained MPC control - a case study in an industrial depropanizer columnIdentificación en lazo cerrado de procesos multivariables con control predictivo con restricciones - caso de estudio de una columna depropanizadora industrial.Tisza Contreras, Juan F.Sotomayor, Oscar A. Z.Odloak, DarciMoro, Lincoln F. L.Álvarez, Hernán D.identificación en lazo cerradocontrol predictivomantenimiento del modelo del procesoevaluación del desempeño del controlcolumna depropanizadoraclosed-loop identificationmodel predictive controlprocess model maintenancecontrol performance assessmentdepropanizer columnThe objective of this work is the re-identification of the process model that is used in existing predictive controllers (MPC) using closed-loop operation data. The controller is assumed to have a two-layer structure, where in the upper layer a simple economic optimization algorithm determines a set of optimal steady-state values ​​("targets"), which are passed to the MPC for implementation. This is the case for several commercial MPC packages applied in the industry. This paper focuses on the case where the model represents significant benefits in the MPC re-commissioning procedure. A new methodology is proposed to excite the system in closed loop, introducing persistent excitation signals in the objective function of the upper layer of the MPC. This strategy allows the continuous operation of the system, respecting the constraints of the process and meeting the specifications of the product. The application of the method is illustrated through numerical simulations of a typical depropanizer column of the oil industry. The method is simple to implement in existing MPC controllers and the results show its great potential for practical applications.El objetivo de este trabajo es la re-identificación del modelo de proceso que se utiliza en controladores predictivos (MPC) ya existentes usando datos de operación en lazo cerrado. Se asume que el controlador tiene una estructura en dos capas, donde en la capa superior un simple algoritmo optimización económica determina un conjunto de valores óptimos en estado estacionario ("targets"), los cuales son pasados al MPC para su implementación. Este es el caso de varios paquetes comerciales MPC aplicados en la industria. El presente trabajo enfoca el caso donde el modelo representa beneficios significativos en el procedimiento de re-comisionamiento del MPC. Se propone una nueva metodología para excitar el sistema en lazo cerrado, introduciendo señales de excitación persistente en la función objetivo de la capa superior del MPC. Esta estrategia permite la operación continua del sistema,respetando las restricciones del proceso y cumpliendo las especificaciones del producto. La aplicación del método se ilustra a través de simulaciones numéricas de una columna depropanizadora típico de la industria petrolera. El método es simple de ser implementado en controladores MPC existentes y los resultados muestran su gran potencial para aplicaciones prácticas.Universidad Nacional de Ingeniería2007-06-01info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionArtículo evaluado por paresapplication/pdfhttps://revistas.uni.edu.pe/index.php/tecnia/article/view/37910.21754/tecnia.v17i1.379TECNIA; Vol. 17 No. 1 (2007); 21-34TECNIA; Vol. 17 Núm. 1 (2007); 21-342309-04130375-7765reponame:Revistas - Universidad Nacional de Ingenieríainstname:Universidad Nacional de Ingenieríainstacron:UNIspahttps://revistas.uni.edu.pe/index.php/tecnia/article/view/379/371Derechos de autor 2007 TECNIAhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessoai:oai:revistas.uni.edu.pe:article/3792023-12-05T15:23:43Z
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description The objective of this work is the re-identification of the process model that is used in existing predictive controllers (MPC) using closed-loop operation data. The controller is assumed to have a two-layer structure, where in the upper layer a simple economic optimization algorithm determines a set of optimal steady-state values ​​("targets"), which are passed to the MPC for implementation. This is the case for several commercial MPC packages applied in the industry. This paper focuses on the case where the model represents significant benefits in the MPC re-commissioning procedure. A new methodology is proposed to excite the system in closed loop, introducing persistent excitation signals in the objective function of the upper layer of the MPC. This strategy allows the continuous operation of the system, respecting the constraints of the process and meeting the specifications of the product. The application of the method is illustrated through numerical simulations of a typical depropanizer column of the oil industry. The method is simple to implement in existing MPC controllers and the results show its great potential for practical applications.
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