Diseño de un sistema de control predictivo con restricciones del proceso de calentamiento de gas de una estación de regulación y medición de gas natural (ERM)

• Autor: Luján Paredes, Marlon Jesahel
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2023
• Institución: Pontificia Universidad Católica del Perú
• Repositorio: PUCP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.pucp.edu.pe:20.500.14657/198618
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.12404/27142
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Gas natural--Regulación; Gas natural--Medidas de seguridad; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00

El proyecto Camisea descubierto en la década del 80 tuvo que esperar casi 20 años para el inicio de su operación comercial 2004, arribando por primera vez a Lima y Callao, y propagándose en la actualidad a las regiones norte y sur de nuestro país, así como al extranjero mediando buques de gas natural licuado. Con los años gracias a Camisea ha variado la matriz eléctrica nacional, siendo este yacimiento desde el 2011 fuente de más del 30% de energía eléctrica producida y consumida por el Perú, generando trabajo, y mejores condiciones de vida de millones de peruanos. Se estudia en este trabajo la problemática del calentamiento de gas que precisamente es entregado a una generadora eléctrica, el cual por sus niveles de presión recibida requiere una reducción de presión que infiere inherentemente a una reducción de temperatura por el efecto Joule-Thompson, razón por la cual es necesario controlar esta variable de temperatura a niveles óptimos de operación, en la estación de regulación y medición de gas natural (ERM). Se identificó el sistema de calentamiento de gas natural el cual tiene un tiempo de establecimiento muy alto a lazo abierto (361 minutos) que puede controlarse en lazo cerrado usando un controlador GPC sin restricciones (17 minutos). Se diseño una nueva estructura teórica del control predictivo basado en modelo de forma ampliada que permite explicar cómo los horizontes de predicción y control interactúan entre el modelo, optimizador, y la planta. Se propone un nuevo método de sintonización de todos los parámetros de un controlador GPC logrando optimizar la respuesta de la planta. Se desarrolla analíticamente el método de implementación del controlador GPC sin restricciones en un PLC, logrando definir las estrategias y consideraciones de programación que se deben seguir para su implementación en un futuro trabajo a corto plazo de la solución. Ante esto se concluye que la estrategia de control avanzado es implementable en un PLC comercial.