Automação e identificação recursiva de planta didática utilizando CLP industrial da Rockwell Automation

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2017.Este trabalho apresenta uma interessante abordagem que explora as interseções entre teoria de identificação e sistemas de controle e aplicações industriais. Utilizando uma bancada didática com quatro tanques, explorou-se o uso de controladores lógico programáveis (CLP), mais especificamente o 1756-L62 da Rockwell Automation, para realização de tarefas que foram desde calibração de sensores até a elaboração de um sistema supervisório. Primeiramente, realizam-se algumas melhorias na bancada didática visando futuras aplicações mais avançadas. Entre as funcionalidades desenvolvidas, implementou-se um algoritmo no CLP para identificação recursiva de um processo industrial caracterizado como sistema de primeira ordem sem atraso baseado no método dos mínimos quadrados recursivo. Além disso, baseado na sintonia IMC, fez-se a própria ferramenta de autotunning de controladores PID. Como resultados, obteve-se, para a identificação no CLP, correlações entre modelos de 85% ou mais, o que foi considerado aceitável. No que tange ao controle, usando o modelo e o controlador gerado pelo IMC, percebeu-se similaridades entre o processo real e simulado. Todavia, houve discrepâncias quando comparados os sinais dos controladores - real e simulado - para as bombas, bem como quanto ao comportamento da sub-atuação das bombas devido à variabilidade dos atuadores. Por fim, um sistema supervisório contemplou a possibilidade de realizar diversos testes de modelos e comparações entre a sintonia automática proposta e o PID que estivesse operando na planta.This work presents an interesting approach that explores intersections between control and identification systems and industrial area. Using a four tanks workbench, a Rockwell Automation's Programmable Logic Controller has been explored to perform tasks since sensor calibration until a supervisory system design. Firstly, some improvements were developed aiming future advanced applications. Among the features developed, an recursive identification algorithm based on Recursive Least Squares to an industrial process characterized as a no lag first-order system was implemented. Besides that, a PID self-tunning tool based on IMC was done. As results, for PLC identification, the models correlations was 85% or more. In respect of level control, using the model identified and the controller tunned by IMC, some similarities was noted between real and simulated process. However, there are discrepancies in relation of controller signals - real and simulated -, as well as the pumps sub-actuation behavior due to the variability of actuators. Finally, the supervisory system also has contemplated the possibility to make several model tests and comparisons between the automatic tunning PID proposed and the PID that was operating on plant