کاربرد منطق فازی برای کنترل راکتور هیدروژناسیون استیلن واحد الفین :پایان نامه ارشد مهندسی برق

پایان نامه ای که به شما همراهان صمیمی فروشگاه مسترداک معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته مهندسی برق و با عنوان کاربرد منطق فازی برای کنترل راکتور هیدروژناسیون استیلن واحد الفین در ۱۲۲ صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب مهندسی برق قرار گیرد.

چکیده کاربرد منطق فازی برای کنترل راکتور هیدروژناسیون استیلن واحد الفین:

با توجه به مصرف بالای محصولات پتروشیمی در جهان امروز و پتانسیل بالای ایران برای توسعه و تامین خوراک پتروشیمی‌ها، مجتمع‌های پتروشیمی از اهمیت ویژه‌ایبرخوردار هستند. از اینرو یکی از واکنش‌های مهم به نام هیدروژناسیون استیلن در یکی از واحدهای مادر پتروشیمی، یعنی واحد الفین بررسی و کنترل شده است.در این پژوهش پس از بررسی کتب علمی مرجع، مقالات علمی و رساله‌های موجود در این زمینه، درابتدايك سيستم راكتور هیدروژناسیون استیلن غيرخطي که در صنعت پتروشیمی جنوب کشور در حال استفاده است،انتخاب شده وبااستفاده ازمعادلات موازنه‌ی جرم و انرژي ب وسيله‌ی برنامه‌ی تخصصی MATLABشبيه‌سازي شده است. سپس سعی شده با استفاده از اعمال تغییرات یک مقدار پله در معادلات دمای راکتور، آن را با یک تابع تبدیل مناسب، با خطای بسیار کم تقریب زده و مدل‌سازی شود. همچنین با استفادهازپاسخ پله‌ی سیستم تقریب زده شده، در ابتدا کنترل‌کننده‌های کلاسیک و سپس کنترل کننده‌ی فازی طراحی شود و درادامه بانشان دادن اينكه هيچ يكاز کنترل کننده‌ها بطور مناسب برایكنترلدمای خروجی راکتور درفرآيند هیدروژناسیون استیلن مناسبنيستند،طراحی کنترلکننده‌یفازیPI_Smithبا شرایط گفته شده در فصل چهارم پیشنهاد ‌می‌شود. در نهایت بامقايسه‌ینتايج حاصلاز طراحی‌ کنترل کننده‌های متفاوت برای سیستم مذکور، ایننتيجه حاصل می‌شود که کنترلکننده‌یفازیPI_Smithمي‌تواند کنترل کننده‌ی مناسب‌تريبرای سیستم‌های دارای تاخیر باشد.

ضرورت و اهمیّت پژوهش

از آنجایی که با توجه با اهمیّت اتیلن، می‌دانیم که به عنوان خوراک برای واحدهای دیگر پتروشیمی استفاده می‌شود، بنابراین با افزایش بازده تولید گاز اتیلن خروجی از راکتور هیدروژناسیون، افزایش کیفیت مواد مورد استفاده در صنایع پتروشیمی را سبب می‌شود. از اینرو با تلاش در جهت افزایش بازده تولید اتیلن بوسیله‌ی طراحی کنترل کننده‌های مناسب بر روی راکتور هیدروژناسیون استیلن، می‌توانیم به این هدف فائق آییم. همچنین از دیگر موارد ضرورت این پژوهش، می‌توان به برداشتن یک گام مثبتدر جهت بدست گرفتن کنترل فرآیندهای مهم صنعتی کشور به دست متخصصین ایرانی با استفاده از علوم نوین کنترلی، همچون منطق فازی اشاره نمود.

اهداف پژوهش

اهداف انجام پژوهش‌هایی از این قبیل، که در زمینه‌های کاربردی صنعتی انتخاب و انجام می‌پذیرند را می‌توان بصورت زیر خلاصه کرد.

به عنوان هدف علمی، می‌توان به بالا بردن سطح دانش محققین و متخصصین در زمینه طراحی و کنترل یک سیستم غیرخطی دارای تاخیر، مهم و پر کاربرد در صنایع کشور بر اساس منطق فازی اشاره کرد.
از لحاظ هدف کاربردی، می‌توان به بهبود و ارتقاء روش‌های کنترلی کلاسیک مرسوم مورد استفاده در فرآیندهای مهم هیدروژناسیون صنعتی موجود در پتروشیمی‌های کشور اشاره نمود.
پیشنهاد روش‌ کنترلی جدید، در راستای کاهش تلفات اتیلن و افزایش بازدهی محصولات راکتور هیدروژناسیون و همچنین در نظر گرفتن شرایط واقعی موجود در راکتور هیدروژناسیون، به جهت نزدیک‌تر شدن به شرایط واقعی کاری موجود در واحدهای پتروشیمی کشور.
طراحی کنترل کننده‌ای مدرن، که منجر به کاهش زمان پاسخ‌دهی سیستم‌های صنعتی دارای تاخیر بخصوص راکتور هیدروژناسیون استیلن و افزایش سرعت عمل در حذف اغتشاش ورودی به سیستم، بدون داشتن تلفات.

محدودیت‌های موجود در انجام پژوهش

همانطور که می‌دانیم راکتور هیدروژناسیون استیلن غیرخطی می‌باشد و بدلیل وجود پارامترهای متفاوت در واکنش هیدروژناسیون استیلن که در راکتور رخ می‌دهد، دارای پیچیده‌گی در مدل راکتور است. این امر سبب شده که نتوان به صورت روش‌های معمول، با جمع‌آوری داده‌های ورودی و خروجی راکتور، مدل آن را شناسایی کرد. از اینرو همانطور که در فصل سوم به شرح کامل مدل‌سازی راکتور هیدروژناسیون پرداخته خواهد شد، می‌بایست مدل راکتور را از روی حل معادلات موازنه‌ی جرم و انرژی تقریب زد. این تقریب در مدل، سبب می‌شود که همواره نتوان به مدل دقیقی از راکتور جهت طراحی کنترل کننده دست یافت. این موضوع در نوع خود به عنوان یک محدودیت بزرگ در رسیدن به مدل دینامیکی راکتور و طراحی کنترل کننده تلقّی می‌گردد. همچنین از دیگر محدودیت‌های انجام این پژوهش، می‌توان به عدم دستیابی به اطلاعات دقیق راکتورهای شیمیایی موجود در صنعت به دلیل حفاظت اطلاعات، اشاره کرد.