طراحی کنترل کننده PID به همراه کنترل کننده پیش خور برای کنترل دمایسیال خروجی مبدل های حرارتی پوسته و لوله ای

در فرآیند شیمیایی، مهمترین بخشی که مستقیماً با مصرف انرژی ارتباط دارد، مبدل های حرارتی هستند. هدف اصلی مبدل های حرارتی انتقال حرارت از سیال گرم به سیال سرد میباشد. در صنعت انواع مختلفی از مبدل های حرارتی وجود دارند که رایج ترین نوع آنها، مبدل های حرارتی پوسته و لوله ای هستند. در این مبدل ها، یکی از سیالات در لوله ها و دیگری در داخل پوسته در اطراف لوله ها جریان می یابد. در مبدل های حرارتی یکی از مسائل اصلی، رساندن دمای سیال خروجی به دمای مورد نظر در کوتاه ترین زمان ممکن است. در این مقاله برای کنترل دمای سیال خروجی یک مبدل حرارتی پوسته ولوله ای، کنترل کننده PID به همراه کنترل کننده پیش خور طراحی شده است. ابتدا، مدل سازی ریاضی فرآیند با استفاده از داده های تجربی موجود انجام می شود، سپس کنترل کننده مورد نظر طراحی می شود. کنترل کننده طراحی شده ، دمای خروجی سیال گرم شونده را به یک نقطه مطلوب در کوتاه ترین زمان ممکن بدون در نظر غیر خطی بودن فرآیند، تنظیم می کند. در ادامه، عملکرد کنترل کننده طراحی شده براساس تحلیل پاسخ پله واحد و شاخص های عملکرد مربوط به سیستم کنترلی ارزیابی می شود. مدل سازی تمامی فرآیندها و طراحی کنترل کننده، در محیط سیمولینک نرم افزار متلب انجام شده است.

Keywords:

سیمولینک متلب , کنترل کننده PID , کنترل کننده پیش خور , مبدل های حرارتی پوسته و لوله ای