Otimização do controle nível do silo de cavacos em uma fábrica de celulose

Abstract

Este trabalho mostra os resultados da utilização de algoritmo avançado de controle e sensores virtuais para aumentar a eficiência da etapa de pré-vaporização do digestor contínuo no processo de extração de polpa celulósica, através da otimização do nível do silo de cavacos. O sistema de extração de cavacos apresenta vários obstáculos para um controle eficaz, tais como: (1) pontos sem pilha de cavacos durante o movimento de translação das roscas provocando queda repentina do volume de cavacos e consequentemente queda repentina do nível de cavacos; (2) compactação e altura da pilha desuniforme provocando alta variabilidade do nível de cavacos; (3) inexistência de informação em tempo real da posição das roscas na tela de operação (4) elevado atraso de medição de vazão e nível de cavacos devido a distância das roscas ao pontos de medições (nível do silo e a balança volumétrica). Para eliminar os pontos sem pilhas de cavacos foram elaboradas oito chaves de fim de curso virtuais, cujo posicionamento é realizado pelo operador na tela de operação para limitar o curso de translação das roscas. Na nova estratégia de controle a medição é realizada por um sensor virtual que prediz já na saída das roscas o volume deslocado, empregando regressão linear múltipla. Com a utilização dos sensores virtuais de volume deslocado, eliminou-se o tempo de retenção do sistema, tornando mais uniforme o volume de cavacos para o silo. A utilização desta nova estratégia de controle aliadas aos sensores virtuais mostrou-se adequada para a resolução do problema, tornou-se o sistema capaz de atender a solicitação do fabricante Andritz (70% do volume de medição +/- 10%). A eficiência do novo algoritmo de controle depende de ajustes, sintonia e de aprendizado com o sistema em operação.

This work shows the results using of advanced control algorithm and soft-sensor to increase the efficiency of the stage of pre-vaporization in the cooking plant process of extracting pulp, by optimizing the level of the Diamondback® chip bin. The extraction system chips presents several obstacles to effective control, such as: (1) points without stack of chips during the transition movement of the extraction system bin in the storage chips and consequently sudden decrease in the volume of chip bin, (2) compaction and uneven stack height causing high variability in the volume of chip bin, (3) without information in real time position of the threads in the operating display (4) high travel time between the extraction system and measurement points (volume of the silo and the balance volume). To eliminating the section without chips were available eight virtual switches limits, positioned by operator, on the operation screen, limiting the transition movement of the extraction system chips. The new control strategy the measurement is performed by a soft-sensor that predicts the volume of chips, using multiple linear regression. Using soft-sensor to measurement volume, so the retention time of the system was eliminate and decrease the variability of volume of chips bin. Using this new control strategy allied with soft-sensor proved to be adequate to solve the problem, the system became able to request of the Andritz company (70% + / - 10% of measurement section), The new control algorithm efficiency depends of the adjustments, tuning and learning with the system in operation.´