Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2006
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SANİYE AY
Danışman: SÜLEYMAN KARACAN
Özet:Sürekli çalışan laboratuvar ölçekli bir dolgulu damıtma kolonunda çok bileşenli alkol karışımının ayırımı yapılmıştır. Yapılan çalışma prosesin dinamik davranışı ve üst ürün sıcaklığının teorik ve deneysel kontrolü üzerinedir. Üst ürün sıcaklığının kontrolü için kısıtlamalı model öngörmeli kontrol (CMPC) ve PID uygulanmıştır. Besleme çözeltisi olarak etil alkol üretim tesisinden elde edilen metanol- etanol- n-butanol-isoamil alkol- anisol ( metil-fenil eter) beşli karışımı kullanılmıştır. Kontrol tasarımı yapmak amacı ile prosesin giriş değişkeni olarak geri akma oranı ve çıkış değişkeni olarak ise üst ürün sıcaklığı seçilmiştir. Geri akma oranına basamak etkileri verilerek üst ürün sıcaklığının zamanla değişimi elde edilmiştir. Bu verilerden yararlanılarak istatistiksel regrasyon yöntemi ile prosesin birinci mertebeden ölü zamanlı iletim fonksiyonu bulunmuştur. Bu iletim fonksiyonu kullanılarak MATLAB ortamında basamak yanıtım modeli elde edilmiştir. Kısıtlamalı model öngörmeli kontrol tasarımında basamak yanıtım modeli kullanılmıştır. Prosesin üst ürün sıcaklığının CMPC kontrolü için MPC Toolbox'ından yararlanılmıştır. Ayrıca PID kontrolü de MATLAB Simulink ortamında oluşturulan blok diyagramı ile yapılmıştır. Deneysel kontrol çalışmaları, 2 L kazan hacmi ve 1 m lik dolgu boyu olan laboratuvar ölçekli bir kolonda üst ürün sıcaklığının kontrolü için gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla kolonun giriş değişkenlerine çeşitli kademe etkileri ve kontrol edilen değişkenin set noktasına pulse etkileri verilerek kontrol sonuçları elde edilmiştir. Deneysel CMPC performansının geleneksel PID'ye göre daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Ayrıca kolonda değişkenlerin birbiri ile etkileşimlerini görmek için sistemin RGA analizi iki girdi - iki çıktı değişkeni için yapılmıştır.Abstract Separation of multi-component alcohol mixture was conducted in a continuously fed laboratory scaled distillation column. This study mainly based on the dynamic behaviour and, theoretical and experimental control of top product temperature. Constrained Model Predictive Control (CMPC) and PID were applied to control of the top product temperature. Mixture including five components, namely methanol-ethanol- n-buthanol-isoamine alcohol-anisole or in other words methyl-phenyl-ether, was obtained from ethyl alcohol production plant and was used as feed mixture. Reflux ratio and top product temperature were selected as input and output variables, respectively, for controlling design. A step changes in reflux ratio were applied and the variation of top product temperature with time was obtained. The transfer function of the first order process with dead time was determined by using obtained data of the top product temperature. Thus, step response model was obtained from Matlab and this model was used for design of constrained model predictive control. The MPC Toolbox was taken to control of the top product temperature of the system. In addition, PID control was realised with the block diagram created in the Matlab Simulink environment.. Experimental control studies were performed on a 1 m packing height and 2 L tank volume laboratory scale column to control of top product temperature. For this purpose control results were taken for different step disturbance of the input variables of the system and for the pulse effects of the set point of the controlling variable. It was observed that the experimental CMPC produced better performance than PID. Furthermore, RGA analysis was conducted for two input- two output variable in order to get idea on the interaction of column variables with each other.