การออกแบบโครงสร้างการควบคุมของข่ายงานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

Abstract

การนำกลับมาใช้อีกครั้งของพลังงานโดยผ่านข่ายงานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งในกระบวนการเคมี การแลกเปลี่ยนพลังงานภายในกระบวนการจะทำให้เกิดผลกระทบซึ่งกันและกันภายในกระบวนการและยังมีความยุ่งยากต่อการควบคุมอีกด้วย ดังนั้นเพื่อทำให้ข่ายงานบรรลุเป้าหมาย (อุณหภูมิเป้าหมาย และการนำกลับคืนพลังสูงสุด) การออกแบบโครงสร้างการควบคุมจึงเป็นสิ่งสำคัญ งานวิจัยนี้เสนอกฎการออกแบบโครงสร้างการควบคุมข่ายงานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โดยอาศัยแนวทางฮิวริสติก ซึ่งได้แก่ กฎทั่ว ๆ ไปในการออกแบบ กฎที่เกี่ยวกับกระสวนการจับคู่ กฎการเลือกติดตั้งลูพควบคุม กฎการเลือกติดตั้งกระแสบายพาส และกฎการใช้สัดส่วนการแยกในการควบคุม และขั้นตอนการออกแบบโครงสร้างการควบคุม จากงานวิจัยนี้พบว่า วิธีการออกแบบที่ได้เสนอนี้ ผู้ออกแบบสามารถทำความเข้าใจได้ง่าย สามารถติดตามเหตุผลของการตัดสินใจได้ทุกขั้นตอน จากงานวิจัยนี้ได้ออกแบบโครงสร้างการควบคุมทั้งหมด 6 โครงสร้างการควบคุมของ 3 ข่ายงาน ซึ่งพบว่า โครงสร้างการออกแบบตามวิธีการนี้ให้ค่าเวลาความคลาดเคลื่อนแบบสัมบูรณ์น้อยที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างที่พบจากงานวิจัยอื่น ๆ และยังสามารถดำเนินการได้โดยยังคงวัตถุประสงค์ คือมีการนำกลับคืนพลังงานสูงสุดและคงอุณหภูมิเป้าหมายเมื่อเกิดความแปรปรวน ข่ายงานเครื่องแลกเปลี่ยนพร้อมด้วยโครงสร้างการควบคุมที่ได้ถูกนำไปจำลองบนคอมพิวเตอร์ด้วยภาษาแมทแล็บ เพื่อทดสอบสมรรถนะของโครงสร้างการควบคุม