Detección y localización de fallas mediante el uso de observadores no lineales para procesos de copolimerización en emulsión

Autores/as

  • Adriana del Carmen Téllez-Anguiano Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET)
  • Carlos Manuel Astorga-Zaragoza Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET)
  • Juan Reyes-Reyes Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET)
  • Alberto Álvarez-Castillo Instituto Tecnológico de Zacatepec
  • Manuel Adam-Medina Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET)

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.redin.15960

Palabras clave:

Detección y localización de fallas (FDI), observador de alta ganancia, sistemas no lineales, proceso de copolimerización.

Resumen

En este trabajo se presenta el diseño e implementación de un sistema de detección y localización de fallas para un proceso de copolimerización en emulsión. El enfoque propuesto para el diseño de los generadores de residuos está basado en técnicas de desacoplo usando geometría diferencial y el uso de observadores no lineales de alta ganancia, en el cual cada uno de los residuos se encuentra dedicado a la detección y a la localización de una falla en particular. Las fallas consideradas en este trabajo son de tipo aditivo, presentes en los actuadores del proceso, que representan un mal funcionamiento de las bombas de alimentación de flujo de monómeros hacia el interior del reactor. Una de las principales ventajas del método propuesto son los observadores utilizados como generadores de residuos, los cuales son fáciles de implementar y de sencilla calibración, lo que favorece su aplicación en línea. La eficacia del método se valida en simulación para el caso de un proceso de copolimerización en emulsión entre el acrilato de butilo y el estireno.

|Resumen
= 126 veces | PDF
= 56 veces|

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Alberto Álvarez-Castillo, Instituto Tecnológico de Zacatepec

División de Posgrado e Investigación y Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica

Citas

R. G. Gilbert. Emulsion polymerization. Academic Press. London. 1995. pp 1-22.

K. Zhang, B. Jiang, V. Cocquempot. “ Adaptive observer-based fast fault estimation”. International Journal of Control, Automation and Systems. Vol. 6. 2008. pp. 320-326.

C. Edwards, C. P. Tan. “Sensor fault tolerant control using sliding mode observers”. Control Engineering Practice. Vol. 14. 2006. pp. 897-908. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2005.05.002

M. Rodrigues, D. Theilliol, M. Adam-Medina, D. Sauter. “A fault detection and isolation scheme for industrial systems based on multiple operating models”. Control Engineering Practice. Vol. 16. 2008. pp. 225-239. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2006.02.020

E. Ginsburger, F. Pla, C. Fonteix, S. Hoppe, S. Massebeuf, P. Hobbes, P. Swaels. “Modelling and simulation of batch and semi-batch emulsion copolymerization of styrene and butyl acrylate”. Chemical Engineering Science. Vol. 58. 2003. pp. 4493-4514. DOI: https://doi.org/10.1016/S0009-2509(03)00320-8

A. Isidori, C. Krener, C. Gori-Giorgi, S. Monaco. “A geometric approach to synthesis of failure detection filters”. IEEE Transaction on automatic Control. Vol. 26. 1981. pp. 331-345. DOI: https://doi.org/10.1109/TAC.1981.1102604

H. Hammouri, M. Kinnaert, E. H. El-Yaagoubi. “Observer-based approach to fault detection and isolation for nonlinear systems”. IEEE Transactions on Automatic Control. Vol. 44. 1999. pp. 1879-1884. DOI: https://doi.org/10.1109/9.793728

C. De Persis, A. Isidori. “A geometric approach to nonlinear fault detection and isolation”. IEEE Transactions on Automatic Control. Vol. 46. 2001. pp. 853-865. DOI: https://doi.org/10.1109/9.928586

M. Kinnaert. “Fault diagnosis based on analytical models for linear and nonlinear systems: a tutorial”. 5° IFAC Symposium on Fault Detection Supervision and Safety for Technical Processes SAFEPROCESS. Washington DC. USA. 2003. pp. 37-50. DOI: https://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)36468-6

E. A. García, P. Frank. “Deterministic nonlinear observer-based approaches to fault diagnosis”. Control Engineering Practice. Vol. 5. 1997. pp. 683-692. DOI: https://doi.org/10.1016/S0967-0661(97)00048-8

G. Févotte, T. F. McKenna, S. Othman, S. Hammouri. “Non-linear tracking of glass transition temperatures for free radical emulsion copolymers”. Chemical Engineering Science. Vol. 53. 1998. pp. 773 786. DOI: https://doi.org/10.1016/S0009-2509(97)00338-2

N. Sheibat-Othman, S. Othman. “Control of an emulsion polymerization reactor”. Ind. Eng. Chem. Res. Vol. 45. 2006. pp. 206 211. DOI: https://doi.org/10.1021/ie0502483

S. Espinoza-Salgado, J. Reyes-Reyes, A. Alvarez- Castillo, C. M. Astorga-Zaragoza, E. Mendizábal- Mijares, G. Cadenas-Pliego. “Observador no lineal adaptativo de alta ganancia para procesos de copolimerización en emulsión.” Revista Mexicana de Ingeniería Química. Vol. 7. 2008. pp. 89-98.

R. Seliger, P. M. Frank. “Fault-Diagnosis by Disturbance Decoupled Nonlinear Observers”. Proceedings of the 30th Conference on Decision and Control. New York. 1991. pp. 2248-2253.

Descargas

Publicado

2013-07-17

Cómo citar

Téllez-Anguiano, A. del C., Astorga-Zaragoza, C. M., Reyes-Reyes, J., Álvarez-Castillo, A. ., & Adam-Medina, M. (2013). Detección y localización de fallas mediante el uso de observadores no lineales para procesos de copolimerización en emulsión. Revista Facultad De Ingeniería Universidad De Antioquia, (49), 89–100. https://doi.org/10.17533/udea.redin.15960