Controle preditivo aplicado a um sistema HVAC: Estudo de caso: Sala limpa do Instituto itt-Chip/UNISINOS

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Orientador(a) (dc.contributor.advisor)Mejia, Rodrigo Ivan Goytia
Coorientador(a) (dc.contributor.advisor-co1)Trierweiler, Jorge Otávio
Lattes Coorientador(a) (dc.contributor.advisor-co1Lattes)http://lattes.cnpq.br/5718970374865864pt_BR
Lattes Orientador(a) (dc.contributor.advisorLattes)http://lattes.cnpq.br/7899183834952426pt_BR
Autor(a) (dc.contributor.author)Santos, Cristian Figueiredo dos
Autor(a) Lattes (dc.contributor.authorLattes)http://lattes.cnpq.br/0401731210989612pt_BR
Data de Disponibilização (dc.date.accessioned)2020-02-17T13:21:28Z
dc.date.available (dc.date.available)2020-02-17T13:21:28Z
Data da defesa / Data do evento (dc.date.issued)2019-09-23
Abstract (dc.description.abstract)This work presents the development of an advanced, application-level control system, aimed at improving energy consumption levels in the itt-Chip / Unisinos cleanroom facilities. Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC) systems account for a large portion of semiconductor production costs due to the need for temperature, humidity and internal pressure control of controlled environments. Considering that most of the world’s buildings require climate control systems, there is a need for simplified HVAC systems. To address the great potential for new contributions to the semiconductor market, an application-level, multivariable predictive control system was developed to meet the control specifications required by the clean rooms of the technological institute. To obtain the synthesis of the predictive controller, an evaluation of the original control system was necessary, including process characterization and parametric modeling from response test analysis. A Simulink® application was developed using Model Predictive Control (MPC) and Open Platform Communications (OPC®) toolboxes for processing control laws and communication with actuators through local programmable logic controllers. At the application level, servo and regulatory behavior tests of the predictive controller, and the evaluation of an energy consumption indicator (ECI) were developed to compare the itt-Chip PID legacy control and the new advanced control strategy was implemented. The results indicated a good servo and effective regulatory behavior of the MPC control, and a reduction in energy consumption where the indicator read values between 80 and 90%, depending on the tuning chosen for the predictive control.pt_BR
Resumo (dc.description.resumo)O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle avançado em nível de aplicação visando melhorias nos níveis de consumo energético nas instalações das salas limpas do instituto itt-Chip/Unisinos. Sistemas HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning) são responsáveis por grande parcela no custo de produção de semicondutores por conta da necessidade do controle de temperatura, umidade e pressão interna dos ambientes controlados. Além disso, grande parte das edificações do mundo necessitam de sistemas de climatização, realizados por sistemas HVAC em uma versão simplificada. Por conta do grande potencial de contribuição ao mercado de semicondutores, foi desenvolvido um sistema de controle preditivo multivariável em nível de aplicação visando o atendimento das especificações de controle requeridas pelas salas limpas do instituto tecnológico. De modo a obter-se a síntese do controlador preditivo, foi necessária uma prévia avaliação do sistema de controle original, caracterização dos processos e modelagem paramétrica a partir de ensaios de resposta. Uma aplicação de Simulink® foi desenvolvida com as bibliotecas de MPC (Model Predictive Control) e OPC® (Open Platform Communications) para processamento das leis de controle e comunicação com os atuadores através dos controladores lógicos programáveis locais. Em nível de aplicação foram desenvolvidos ensaios do comportamento servo e regulatório do controlador preditivo e a avaliação de um indicador de consumo energético (ECI) como forma de comparação entre o controle legado PID do itt-Chip e a nova estratégia de controle avançada implementada. Os resultados indicaram um bom comportamento servo e regulatório do controle MPC e uma redução no indicador de consumo energético que pode variar entre 80 e 90%, dependendo da sintonia escolhida para o controle preditivo.pt_BR
Agência de fomento (dc.description.sponsorship)HT Micronpt_BR
URI (dc.identifier.uri)http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/9065
Idioma (dc.language)pt_BRpt_BR
Nome da instituição (dc.publisher)Universidade do Vale do Rio dos Sinospt_BR
País da Instituição (dc.publisher.country)Brasilpt_BR
Departamento (dc.publisher.department)Escola Politécnicapt_BR
Sigla da Instituição (dc.publisher.initials)Unisinospt_BR
Programa (dc.publisher.program)Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
Direitos de acesso ao documento (dc.rights)openAccesspt_BR
Assunto (dc.subject)HVACpt_BR
Assunto (dc.subject)Controle Preditivopt_BR
Assunto (dc.subject)MPCpt_BR
Assunto (dc.subject)Sala limpapt_BR
Assunto (dc.subject)ECIpt_BR
Assunto (dc.subject)HVACen
Assunto (dc.subject)Predictive Controlen
Assunto (dc.subject)MPCen
Assunto (dc.subject)Clean Roomsen
Assunto (dc.subject)ECIen
Tema (CNPq) (dc.subject.cnpq)ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Elétricapt_BR
Título (dc.title)Controle preditivo aplicado a um sistema HVAC: Estudo de caso: Sala limpa do Instituto itt-Chip/UNISINOSpt_BR
Tipo de arquivo (dc.type)Dissertaçãopt_BR

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