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Desarrollo de un controlador inteligente para un bastidor de osmosis inversa de una planta desalinizadora de agua de mar

机译:海水淡化厂反渗透机架智能控制器的开发

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摘要

En la actualidad, la desalinización de agua constituye una respuesta prometedora a laescasez de agua mundial. Por este motivo, es necesario presentar alternativas de solucióny uso eficiente de nuevas tecnologías que permitan desalinizar agua de mar para hacerfrente a la escasez que vendrá en los próximos años.En el proceso de desalinización de agua de mar se utilizan varias técnicas como son ladestilación flash multietapa, destilación por múltiple efecto, destilación por compresión devapor y la osmosis inversa, siendo esta última la que ha ganado mayor terreno en laindustria de la desalinización ya que opera rechazando normalmente el 99% de las salesdel agua de alimentación.Por otro lado, a pesar de que la osmosis inversa es la técnica que menos energía consume,en muchos casos no se ha trabajado con una estrategia de control adecuada, generandoun funcionamiento deficiente de la planta. Esto tiene como consecuencia que el grado depureza del agua desalinizada no cumpla con los estándares establecidos para consumohumano.El Perú, a pesar de sus cuantiosos recursos hídricos, presenta problemas de escasez deagua debido a la mala distribución de dichos recursos y a la geografía adversa. Según laOrganización Internacional del Agua, en el 2025 el Perú será uno de los países másafectados en Latinoamérica ya que sufrirá de estrés hídrico permanente.Por tal motivo, se hace imprescindible una política que permita implementar plantasdesalinizadoras a nivel de toda la costa y de otros lugares que lo requieran en el país. Paraello, es necesario desarrollar una técnica de control que permita manipular el proceso dedesalinización de manera eficiente y que considere el comportamiento dinámico complejode este sistema multivariable que no puede ser manipulado de forma correcta mediantetécnicas tradicionales de control.Por otro lado, se necesita hallar un modelo adecuado que represente la dinámica delsistema, siendo muchas veces difícil de obtenerlo de manera precisa. En este sentido, lastécnicas de control inteligente resultarían adecuadas ya que tienen la capacidad para actuarde forma apropiada sobre un entorno incierto de manera eficiente y flexible, ofreceneficiencia computacional y dotan al control de “cierta inteligencia” para evitarcomportamientos del sistema provocados por sus características no lineales. Dentro de lastécnicas inteligentes se tienen las redes neuronales, lógica difusa y algoritmos genéticos.Es por ello que, mediante el uso de técnicas de control avanzado se buscará desarrollar,en este trabajo, un sistema de control inteligente para una unidad de osmosis inversaeligiendo un modelo matemático que describa adecuadamente la dinámica del proceso.Asimismo, se presenta una comparativa entre el desempeño del controlador propuesto ycontroladores clásicos para justificar el uso del control avanzado. Posteriormente, se realizauna propuesta de implementación basada en una aplicación en PLC ControlLogix5000 deAllen Bradley.
机译:如今,淡化海水是对全球缺水的有希望的回应。因此,有必要提出替代解决方案并有效利用允许海水淡化的新技术,以应对未来几年的短缺;在海水淡化过程中,使用了各种技术,例如闪蒸蒸馏多级,多效蒸馏,蒸汽压缩蒸馏和反渗透,后者是脱盐行业中最受关注的一种,因为它通常会去除进水中99%的盐分。尽管事实上反渗透技术消耗的能量最少,但在许多情况下,尚未通过适当的控制策略对其进行操作,从而导致工厂运行不佳。其结果是,淡化水的纯净度不能满足人类消费的标准,尽管秘鲁拥有大量的水资源,但由于这些资源分布不均和地理条件不利,仍然存在水资源短缺的问题。根据国际水组织的统计,到2025年,秘鲁将成为拉丁美洲受灾最严重的国家之一,因为它将遭受长期的缺水压力,因此,必须制定一项政策,允许在整个沿海地区和其他地方实施海水淡化厂。该国需要它。为此,有必要开发一种控制技术,该技术应能够有效地控制淡化过程,并考虑到这种多变量系统的复杂动态行为,而这些行为无法使用传统控制技术正确地进行处理;另一方面,有必要找到一个模型足以代表系统的动力,通常很难精确地获得它。从这个意义上讲,智能控制技术将是足够的,因为它们具有以高效,灵活的方式在不确定的环境中适当起作用,提供计算效率并为控件提供“某些智能”的能力,从而避免了由其非线性特性引起的系统行为。 。神经网络,模糊逻辑和遗传算法都包含在智能技术中,这就是为什么我们将通过使用先进的控制技术来寻求开发用于反渗透装置的智能控制系统,选择模型的原因数学家可以充分描述过程的动力学,此外,还对建议的控制器和经典控制器的性能进行了比较,以证明使用高级控制的合理性。随后,在Allen Bradley的ControlLogix5000 PLC中提出了基于应用程序的实施建议。

著录项

  • 作者

    Ugarte Díaz Diego Paúl;

  • 作者单位
  • 年度 2016
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  • 正文语种 spa
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