C
r
10
5G
11
ao de
Redu
eficiencia
uNsors
utoresL
variabilidade
em
ivia
Fl
e
aumento da
fornos de cal utilizando
Silva
lfiedo Rzsh
epo
Lllca5
dlhll
C
52
Rllbelh
dralte
G
lavras Cautrole nniltivdriavel forno de cal
P
chive
Ta
rlabiliddde
a
srrz
ble control vrxri
ic
ltivtrs
assrRACr
preselite trabalho dpreselita
ado
kilsz
Lune
abilitl
RE5UM0
oUtidos
Keywords
com a
um
dhlicacao de
os
sistemd de controle
um
forno de cal tipicamente usado
de celulose O sistemd de controle
e composto por
processo alcance
as
resultados obtidos
tuna
alneuto
equip
avdnrrado
avan
o
This paper ps
cttlti b
sthe ps
esent
actierrl re
d
tcsinc
by
applying rxrv
on a
trtllizaclo
rc
c
ud
The edcontrol
um
equipamento de
ctdvaraced control syst
x
r
lisase kiln t
piccrlly used in the
indilstrid
svstem
cxricrl7le cnntroller and
mulziti
allowing
cr
linens optimizer
the hs
ocess equiprvrent
base
analises estatisticas de
taitterd based
em
melhoria
na
herfarmance
do de variabilidade
rechlc
e
SUberelll
llllld
do
uas
variaveis
reChl4410ll0
CO11S111110
on
statistical anulvses derno
strate
e equiprrs
ifiecrnt irrzlarovelrsent irs t1
sigs
eratper
a
e
F
n
ditictir
iy variability
by
ssec
forrnance exprt
a
ivd and r
tlre process tariahles stsr
of
s
g
gest a
ductior isv ficel cr
r
rsasmpliorr
INTRODU
1
AQ
I INTRODUCTION
Os al
oritmos de controle Preditivo bdseados
lIP tem silo amhldmente estudados
indilstria de oelulose
na
tLllldalllelltdhllellte
d SUa
em
ands
cdhdClddde
hard
oritmoslllPC pole
dl
ser
comprovado
e
em
apli
recentes clevido
trdtdr
multivariaveis que hossuem restri4Cies O
hrace550S
sucesso
cloy
pela grdnde varie
dade de controladores prediti
istelites no mercado
os e
e tdt0
J
i
COlltrOle
ach the
c
r
condi45es
com
cle colnbustiveis
caclos
to
ns Tlae resarlts ob
diii
optisrautra operating cosa
Cle hrOCeSSO eStllCladdS
Iodelo
try
pulp indzss
I
use
tsvfcr
cis
con
timas de operd
i
io Os
significativa
com
em
e1e por
controlaclor nnlltlvaria
unl
otimizador linear que 1
ermite que
monstram
resultadus pr
itioos
preChtivi
e
pilSSlvehllellte
d
la
eStrdte
The Ulodel
based Predic
ttve C
ontrol
4
P
C adgv
plied ire the
ca
s fur7dasrrcntall
yecrr
vdice to
rithms hove been videly studiE
d
and
pulp iridrssts
in recerot
their capacity to deal with multivariahle processes
involving
restrictions Tlae
success
in
using the
C orithrns
1LZI
al can be rer
ijied by the bide iety
ar
1
llers existis
ts
predictive cor
of
zg on the market In
c possibly thc rraost used
fact the predictive eosatrol i
o
N
fl
U
N
Referencias dos Autores
1
Nnfhas references
PortoSeguro BA
VERACEL
Brasil
W
A
2
INVEN5Y5 Sao Paulo
SP Brasil
mails rubens
E
com If1V
ensys
in
aips
gedraite
JS
I
a
Ferreira
ilex
COlII
I1SfS
Fes
operaior
de controle baseada
em
em
modelo mail utilizada SEBOkCr
afirnlam que
al 2005
et
refineries
industria
na
petroquhmica
redor da mundo existem centenas
ao
e
ate
au
nulhares de eontrnladores preditivos
Ao lon
odos iiltimos
usuahnente denominado
cessor
oom
na
u
o
ntrole de Horizonte Recente
em
5es industriais pode
aphca
a
de Horizonte
ou
IPc
popularidade do
r
se
atribuida
a Luna uu mail
dos seguintes raz
es inatureza multivariaeel d
Z ferr
a
e
menta ii resoh
problemas de controle de processo que
possuem atrasos de
tempo
e
nao linearidiules
iii
de
Irate
aoe v
otimiza
facilmente inte
rados
es industriais
aplicacc
nos
vem
nos
demonstrando eficiencia
iiltimos 15
ands
akUAS
l
tormulados
te
linear restrrto
mo
c
problema de otimizacao linear
nao restrrto
ou
nao
requerer desde
ou
IPC ohteee
1
0
Iorizora Tt is
control usacally
aboutprocess
Recent Horizon Goralr
oj
or Lftwcable
l
important
tress thrxt the
to
LfPCpoparlar
cr
a
to one or
ity in industrial applications ecru he ihed
c1re of the follotiwing re
n
multivariahle nataare
xsons i
nlrol problems ir
t
ofthe torn iiit solves process cc
ities 1171 it cleuls
volving time lelr
s urad nonlinecra
7
objectives
nificativa popularidade
si
no
or
e latter
tl
can
care
be eari
lint
ated into tl2c izatiora
gr
opticfienctions and 7 it
has showr2 to be efficient in indarstrial applications over
The calc
ulatirns made
Gf2RCh 1997
by tlae
ol lc
ntr
cr
v are
sually
a
optimization prohdem either linear
or
formulated
either
ted
ic
rests
ar
icted
nonrestr
T7re
sol
rrtion
nonlinear
as an
rnav
ambiente
linecalcr
s
latiw
orn simple r
fr
regzcire
dine to on
The TPC has rrr
el with
a
sign
popularity
cant
in the rtriad
lrrcacr process cvntr
ol environraaent dace to
dade do al
zoritmo
thy
an
pulso
maiur niuue
ro de
e
e
ao
ao
de modelos haseados
use
intuitivo
a
e
em
rau o goal embora p
cle
ssua
do que
unetros
par
o de estaclos e usuahnente
espa
as
ies no
formulag
preferido
sec mail
r
pc
recisar de mends informa
1
es apriori Para
ao
identifica
2
ADD
AVAN
0 EMPREGO DE SISTEMA
em
ingles
em
Coutrole ancado de Processo
e auliliar
de processor
operador
o
opera4ao da uuidade industrial sob condi4
es
c
1
a
akan
else
ro operando
objeti
i
sistenr
de controle
essential que
tanto
na
tinas U
coniuuto
em
tom
o
se
regulati Por este rnotivo torna
rio
a
instnuuentayao
de processo
mollies de controle re
nojam
ulatc
ste
e
de funcionamento
para que
o
PC
em
hogs
comp
as
es
condicic
apropriadamente
atue
SIIOUSl
k
ESCC
ISCI
O paoote de
e
de contri
le nuilti
el
aria
elcomp e tambem dotado de
nniltivaria
LP que perm ite
e
ao
o
controle prechtrvo
um
otimizador linear
as conchcoes cle opesa
tema atin
sis
n
ao
nicas respeitando
econ
pelo operador
ofpulse arud step
invodvlrag cr
larger number ofpcrra
sthcrra the
aeter
mralrxtons is
more
usaaally pref
ed Game
r
3r
intuitive and requiring Les
a
to
r
spaee f
hc fact of bE
t
ing
state
priori inf
mcxtion
r
SYSTEM APPLIGATIQN TO THE ME KILN BEING
as
es determinadas
restric
do processr
pelo
to
help the
pracess
operate the
nperrxtor
indaastrial unit under optin
rar conditions TheAPC
a
achiever this goad by npcr
ating together ith the regaa
lating control
systerra For this
rc3ason
it is essential
that both the process instrurrzentaton and the regulat
ng control loops
r
the fIPC
to
are
in
good raper
ating conditions far
suitab2l operate SIMSCI
1Z 2C1
ESCC
J
o
mesmo
I Baseado
1
estado estavel ele determine
e
packca
eased in this ork carries
out
not onh the
lepredictive control but is also pro
rraultivarial
vided with a linear optimizer LP allcrnving the
system
to
achieve the optirnzrm card economical
operatdng condilionc observing
the restrictlvns de
terrnineLl 6i the process operator
O Otinizador EconBmico trtiliza
processo utilrzado
r Achanted Proce
he ger2ercrd ptrrpr
7
srC o
c
s ref t
trol APCj is
The optin
izcrtion and macdtivariable control
otimizacao
utilizado neste trabalho eZecuta nao so
itimas
arse
STUDIED
nbietivo geral
1PC
atad the
rseca m
odel whit
hcadthotagh
orase bc
res
2 CdNSIDERATIQNSABDUT THE ADVANCFD CONTROL
APLICA00 AO FDRNO DE CAL
EM ESTlIDO
O
orithm simplicity
crl
for ident
cation pureoses
ES SOBRE
CONSIDERA
DE CONTRDLE
C
ncarne
de controle de r1
ido a simplici
ocessos industriais de
respustas
d
ontrol bees cap
years the Predictive C
in the literature
under the
lei de controle silo usualm en
aopode
sohi
lineate calculos on
line
simples calculos oft
a
W
During the last
ed
pear
the past 1 S years 1S
IR
f
pela
nr
tlaouscxrads ofpredictive cuntroller
s
include economical
de
serem
s calculos ezectrtados
c
N
U
in
os econ3micos
objeti
nu
kt 19971
T
I
it
1
2T1
micad irac
petrroche
dustry crud
with systerrras presenting tough restrictions iii it
em
0
N
al
sistemas que apresentem restny es fortes ivl pode incluir
fun4oes
0
et
eexist hundred
efi crrortnd the tivorld then
r
s
i
ner
vem
literature sobre controle de pro
Iovel E nuportante salientar que
1v
declare that in the
even
controle Preditivo
ands o
based control strategy SEI3QRU
model
as
metal
completamente transpare
ntepare
o
em
pare
o
operador
modelo de
es
predi
de
C Isso e
I
1
The Ecoraomie
rl
ptirralzer artllizes the
E
cess
model used by the IfVC Based
predictions
it deter
ines the
arr
on
cxnae
s
pro
stable stoic
targets for the YfhC
This is corrapletel
r
transparent for the
A
confi do Otimizador Economico reyuer
o
ura
stos
tg
esfabele4am
que determinam
a
e
benefieios relaticos Para
eficiencia
e imperativo que sejanl
e
rentabilidade do processo Nao
castor
eles s
oestabelecidos de fonua
ou
benefioios erdiideiros
pennitir
y
elaiive costs andher
efits
rrires r
c
for
the variables
real
costs
vthe
ally
8d0
ylCa11
fi
se
nre
Optimizer configarratir
Itivariaveis 1IIC necessitam Cle
s controladores mt
C
or
hencfits
not
he established
efficiency
imperati fir them tt be
c
they
formaneE
pe
to
the process
determining
and prr
fitability It is
desempenho
o
que
The Eeonornical
yue se
egs
aria
as
estcxhlished
e
ar
so
as
to
he acl2ieved
to
The rrauhivariable controllers Cre
fT uire
r
modelos enlpiricos de processo Esser modelos sao criados
empiricral
s
partir de resultados obtidos ao se etecutar testes de re
a degraus aplicados as eari
e
a
isde
durante
processo
posty
ated from results oblcrir4ed when x
rufrrai St r
to
sduri
iahl
tests
orrs
s
e
plied
a
ag
svar
roc
Ikz
a
nes normais
condi
JARVENSIVU
O
neste
a
ada
clese
das
violacao
tart
na
eficiencia
maxima
nto
equipanle
o
produzgndo cal
ura
se
a
contudo permitig que
rem
iccies de
limit
processo que nele
oherar
a
qualid
coma
ao pre
proctu
cidy
estabele
de
e
tom
ocorra a
encontram
se
canfiguradas
troladas T
ce conduz
da ftulcionamento
o
os
sews
tom os
tenngnados
de
pre
alores futuros das
correspondentes altera4
es
a
limiter de
respectivos
utiliza
de lnodo
iveis cle controle
ari
serem
aplicadas
IIICmonitory
O
m
tambe
manipuladys
ponto ntinw
a tea
os
rninimos especificadas O I IT
e
con de modelos
unto
predizer
a
e
y
as
variavees
as
osofrlda
rarlac
iveis feedfor
ard 1FF
scando compensar
s vari
pelt
rbt
os seas
eteitos
PC
duzido
a
que5tao ajusta
em
a
velocidade do entilador in
Como
limiter dos
teores
da TRS adicgonalmente e1e ajust
de tat forma que
de
Oz
determinydo
de processo diferente
de
teor
1
variwegs
ys
forno de cal opere
o
de oxigenio cle CC
pelo operydor
seja verificada
elewack de CO o
PC podera
no
ulipuladas
nr
limite inferior do
Caro
tat
e
ao
restri
ulna
lime with the desired quality
production
etiecutar
The MVC
variahles
acts
CTI
partial
lnomento
totahnente
ou
ainda manter
o
o
mesmo
avantado
ou
lo dentro de limita
opera
cies
em
els
U tear de Oz
e o
foram
teor de CO
ytribuidos pelo
comp
yrgyVegs
valores definidos
operydor
o exeeder ester lignites
o etceder
poder
tambem algungas outran
configuradas coma variaveis
trltlVyS Tryty
Se dC8S0 dye
os
of the
the future vcdues
prerliet
to
so as
ntrol
c
ariables sand the correspondr
ti
rrtaltercations try 73e
iables The AIVC alsr
a
applied to the manipulated 7
monitors the varicxtior4 endured
The1IPC fn question
the induced
fan speed
sets
and the fuel avid sluca
aeftcrx
S
tions such
cis
y the fczedlorward
1
snake up for its effects
to
g
ohservir
O and TRS
4C
axyde
restric
Tofal Reduction
nn it 4els the r4za
Sulphur coralenC lirnils In uclditi
iuhles fc
nipulated var
rtlae lime kiln to operate at the
rver limit
lc
of the
CASE C
as
the
to
i
content
different
trdCtdrln t5 found
S
prQCeSS rG
occurrence
to
take
determined by td4e op
3fhigl4 CO
one
ar
contea4t tl4e
both of the folloiti
ing
increase the induced
fcrn speed and
reduce the fzacl
flow At an moment the pro
iij
to
cess
dl be able
operator la
control system
partially
nr
to
stivitch
totcdly
off the
or
else
advanced
keep
to
0
0
N
it
ithin pre
g
ns
T
operatin
defined limilalic
n
ativas entre
opti
y
deft idas
pre
variaveis
its
una limits specified
ernaximarm and minim
respectig
The 1
C tr4akes use of a set trfred
t
2
ait2ed rnod
r
t
out such
podera
sistema de controle
to
ulated Isar
iahles IVlI
sl taking into Consideration the
ulna ou malts
ar
desli
the controlled
on
percrtin point Comprised hetlveen its p
c
erat
and
ing
safeay limits ser4di
zg S
ointS to the fnczni
t
actions
qualquer
simztltat4eously
irnd leads the egzgiprrrenl
dor induzido
operydor do processo
n
cc
mrtn2
qPC will he able
o
the pre
established
in it to he violated
BratOr 114
if diguintu4ao da vaz
o
de combustivel A
at
crud at maximum effr
cier4cy but
rate
das seguinte
sa
es iaumento da velocidade do ventila
e
the
without allotivinn tl4e process limitati
r4s also
ocorrencia
Como
to cause
oducing
ent r
r
eciacip
t
perate stably crud sctfel pl
variables FFsi trying
iode combusti
vaz
ele da lama de cal respeitando
restrictive tail
teor
the lime kiln studied in this work is
con
points par
set
7 as ariavels
ulcia
s eng conson
IIT
Hmites nlaximos
um
entre
iveis
vari
ys
equipagnento
compraendido
iando
seguran4a ens
manipuladas
The spc
ci fit control purpr
se f the APC f
pured
fz
O1
IT C atua sinniltyneangente sobre
aoe
opera
rnal r
r
nt
ad stable lina kiln ing
itions
ercrt conr
c
do PC do forno de
especifico
trabalho e le
ar
e
e cre
ar
ENSIVUet al 2tl
RT
IJ
ll
I
etnl 201
de forma estavel
de
estiiveis de operygao do forno cle cal
de controle
objetiva
cal estud
ydo
e
fels These gru
dels
process ryro
os
gLla
Como
de controle
podeill
res
OUnd0 estyT
limiter de alto
e
baixo
em
es normais de opera
concli
ao
ou
mesmi
se
o
l1i
predizer
lignites estas variaheg passam
y
que
ser con
The O and C O contents air tivell car some other
variahles have been configured as restrictive control
variables This 1L5 the
hot he
ofthe variahles that
e
crxti
uetive bfarvecn th
e values
lnvv litgrits
cxssi by
rned
defined
as
N
maI nr
high
W
and
a
the operator under normal oper
herx exceeding tl4esc limits
t
ating conditions T
or eve
r7
if
the 1l
lVC predicts that they rna
v exceed the limits these
C
the
Tabela 2
1
I
Variaveis controladas
Table 2 ControAed variables
Variavsl Gontrolatla laot
lroffed Variable
Temperatura
zona
MAX
MIN
tza temps
N
e
aPure
quanta
Temperatura queimador Burner ternperatare
Temperatura
zona
MINIMAX
ao1 Feeding zone te
alimenta
rrperafure
SP
02
MIN
CQ
MAX
TRS
enxafre total reduzitio
I r3 rc
tal reduced sulpr
url
precip eletrostatica Temperatc7re
MAX
Temperatura
antes
Temperatura
zona
slim l Feeding Zane l Ternperafure
MINIMAX
Temperatura
zona
slim 2I netiing Zone
MINIMAX
Tabela 2 Variaveis
Manipuladas
before the elecrr7stalic nre
ipitatcr
wartl 1 Table
Feedfor
e
MINIMAX
rre
emrerafr
Nlanipulafedand Feedforward
2
Variaveis manipuladas Manipulated variat
es
Velocidade taF 1 induced fr
ft fan
Velocidade rases
Variables
Variaveis feetllorwartl 1 FeedtQrward variables
Vazao tle combustive I Fuel fla
a
Oensidade tla lama
Velocidade
speed
aa1 I Feeding
alimenta
sideradas caso estejanl ati
as
forma
lii
e o
icontrols
tent
layde
lasno intervals definido pelos
a manta
s vana
eiscollh oladas utilizadas bem
tivos de controls silo apresentadas
processo requer qua
clida
antra
a
na
MAX Se sets linlite estiver restrito
MIN
tremos a tabela
e
indicara MAX
tOT 11eCesS
lrlo qUe
especificada
a
d
seus
1
je
ol
Quando
au
a
a
tabela nx
strara
lyd estao listadas
c
na
so
The controlled variables used
trol purposes
av como polo
ulcado
com
base
na
Um
0
0
N
conjunto
pals
a
1
lllet
tipo
feedfor
cal obter
pelo
ccxses
szaes
es
mformac
o
e a
porcentagem
ao
sistema
digital
operaclor clo forno cle
no
estado clo 1PC bem
it
aCeS50
N
U
80S
pR111111etrOS OperaC1i
11i11S
estabelecxlo
a
11eCeS4aPlo5
como 0
lltOllne
Ci
r
diagrams de blocos simplificado mostrando a inter
depenelencia antis as vanaveis de processo oonsideradas e
d
r
apreseutado
7
n
1
Figura 2
PC alcan
ani
C
com
seus
aspecified goal
con
to be
coTnprised
Irz
the table 1
gill indicate S
P
are
listed iaa Table Z
2
e thef
Tl
n2al Efficiency of fibs proeess expressed
as
t
UJoule
of lima pr
dueed hill be ealculrated by
both advai2ced control systerH crud di
ital distributed
an
the cor
elation betivicerl den
ERA
T
sity crud solids percentage adopted h EL
A set
nvcoz
eE
scv
gf
red in the digital distributed con
gz
trol systeFn alloius the Zime kih e
tet
o
rzrtor to obtain ifafnrr
non the APC carrditior
tic
A
cxs
tiuell
cxs
to cess
crrthe
obletivos atraves de
no
sus
intera4ao
controls regulatorio
E flul
lamental portanto qua setae uontroladores
e a
uls
in
depenclence
in
inter
of the proce
cs variables considered is
Figure
1
The APC will achieve its
goal s throargh
with contr
s
oTle
atin the
existe
pre
Therefore
percrl
r
tbaefollowirrg
virnplified block cliirgra showinn the
presented
colltroladores pre
istentes
e
1tcas their
c
11
iahle pur
required that the controlled oar
ingpcrraPZreters requir
cicis established
seguir
Um
a
W
ii is
coTrtrol svstern based
canfiguradas
sobre
presented
as
ire Table 2
Trhen the pro
1T
r 11Isti
h
erul ttac table hill indicate either 1VIr
one
sistema de controls
densidade
de controls clistribuido permits
keep
i
The Ynanipulated and the feedfor
verrd type oar
ERACEL
de telas
crz
hill shczlr t
MIlV If this limit is restricted to t
k
9
l
nl
italde controls distribuido
sistema di
aoenhe
correla
de s
lidos adotada
they
c to
qua
A eficiencia term ica do process expressa carps GJoule
czbles
t
tanto
care
requires tlaE controlled virricrble
cess
Tabela 2
de oal produzida sera calculada
control them
diem within t1
e intet
aZ c
efined by its lixxrits
the
is van
veis
to
casos em
v2llktvel Ci
1
11tIOlaCl
d
perSl4
nulnlpuladas
case
IVC tries
active and tlve 1
between tTae rrtcrximurn and minitnun liraits the table
ills
e
flow
das
tabela indicara SP
As vari
iveis
nio I Hydrogen
hidrogi
um
apenas
MIN Nos
forno 1 l47fr
r
rofafing speed
lesare take into consideration in
variaJ
0
aariaael controlada esteja compreeu
linlites iluos
mae minimos
os
linlites
como seus
Tabela
Sludge density
Vazao de metanal I Nfethano flow
speed
screw
rotagao
Vazao de
is
ll
i
rFrot purpose
bjetiva de controls
I
it is
its ir
n
aternctir
regulating control
allers e6nd
fundamental that these contt
Operador nperator
Controladar 0limizador Linear LP
CantrDlador Pretlitivo Multivariavel MPC
Mottivariable Predictive Cantrotter f
r9PC
LinearOpfimizerCantratler fLP
T
fh
o
T
i
CD
TRS
I
I
vi f
T
Lr
I
Vazan de camqusliuel3istema I
A PIDA
Fuerrrnw
Processo do
ao Forno
Calcina
de
Cal
Vel
Calcinafian Process Lirne I
i1n
da
ASystem
i
Pr
Uentiladurlnduzidn
P
k
PIDA
A
Sistema
rcedCratlFae
Ina
npi
nlP
stF
SP
F
4n
x
d
Figura
1Diagrama de blows do Sistema de Controle
2
lcao estejam
tnunent
em
c Sistema de controle
microcomputador
nica4au
ntre o
e
ado
avan
foi instalado
Sistema de controle
ado
avan
e
que
cuntmle
no
os
mero
do
blows de
regulatoriu
NNQiSSEUR
CC
cum
Sistema
SOr Con
Apermite que snftsuare
SS
saplicati
os tars
base
em
executem
o
eorno 0
controle supervisoria do Processo
blows de controle residenteS nos estay es de
con
trole do Sistema digital de controle distribuido O SSC ezecuta
o
handshaking
que
garante
que
suPeraisc nao sera utilizado
rio
sera utilizaclo 1
todaS
r
i
recebem
o
point
set
aS
o
set do
point
a mends
nrtlhas de controle re
ulatorio que
e
no
ao
redu
de vanabilidade do Processo
1S resultadoS apresentadoS nes
te trabalho h
ram obtidos
base em analiSeS
tivo
aPlicados ao
EXCEL
obtidos
ern
calculadoS
zilizando o aplica
simples t
ts
Shc
estat
conlwito de clados e
zperimenta
enSaios realizados
a
media G
oth
caeCOnaplished
crs installed
u
crud the digital distrihiated conirc
l
system
farmed by
possible
nerxns
r
oxAPl
E
to
in
a
of
protocol
rvcxs per
Ira order to he
monrlor this cn
mnzunication link
eutc un
essary to ct
e cotnpo
intetfac
und
hc the r
a
re
egralcating control blocks
The Secure
Supervisory
it is nec
in tltc proces
e
aa
installed
Control SSG allows ap
ares such cos the CO1
t
l
IlVUISSEtIR
plicatire so
rn thE si
r
perji
rvisory process cnratrod basedd
apr
to
n con
c
trol hloeks in
Iled in tdre control stations of
stc
the did
ital
ihuted eor
distr
trol system The SSC carries out the
computer set
tivhich g
aarrxntees t6aat the sirpervicory
point will
not he lased unless it is valid
Tlac SSC will be used by crll regulating control
om the
fi
poirat
set
loops
re
advanced control system
na
e u
aoindustrial
instala
desviu
eisde Processo consideraclas
varia
paclrao
Foram
STDE dos
l
0
This paper presents the advanced control svstern
contribution in
The results
based
of reduction
presented
0
N
in process
variability
efficiency ofthe pr
ocess being studied
terms
and increase in
aumento da eficiencia do Processo em estudo
com
as
3 RESULTS OBTAINED
O presente trabalho al
resenta a contribuicao do Sistema
na
operating conditions
d
c
control system
comrrzunicatu7n hettiveen the advcrnc
ceivingthe
avancado
3 RESULTADDS OBTIDDS
de controle avan
ado
in good
PC rraicr
ocorrtpuler onnected to the mill network The
shakin
rhanc
computack
av
lida O SSC
que Sej
do Sistema de controle
are
The advanced contral
cyslenr
sar
OControle Superc
isorio Seguro Secure Supers
trol
comu
seja pussi
el a ao
monitora dente
processador nde residirem
instrzrrnentation
tun
de connuuca ao e irio
neceSS Se
criar um composto
de interface
Figure 2
Blockcliagram of theAduanced Control System being studied
1
vise these lcrr
er7
ets will riot he
em
o
ital de controle distribuick foi realizada por
di
linll
estutlo
nao serao alcancados
PC conectado a retie da fabrica A
protocolo Foy API Para
em
boas condiccies de funcionamentu
irio ester c1bjeti
contr
os
caso
AvanCado
N
in this work hcxve been obtained
sticalcarurlvses using the EL
rti
simple st
appliccbtive apl
lied to the vhole ofthe experimental data
on
obtained a
ra
tests
w
a
conducted in the industrial fcicilities
The avera5e 4VCT crud the stc
dard deviatr
r
on STDET
of the process tccrurbles
red have been calculated
considc
C
aode
Concentra
02
a
a
APC
desligado I
APG
switched
APC
oJf
ligado I
APC swit rhed
ors
1 Variabilidade da variavel de processo Figure 3
1 Variability ofthe process variable
Figura 3
Tabela 3
1 Comportamento da variavel de processo Table 3
Process variable behaviour
1
Valor obtido
sem
APC 1
Valor obtido I
com APC
Parametro f araraeter
js
l
i
Valor medio
Desvia
O
padrao
I Standard deviatrorf
grafico da figura
1 apresenta
3
o
Comportamento
poral da variaael de processo Concentra
aode
jornada de avalia
aonaa inferior
figura sao mostrados
derada
com e sem o
Na tabela 3
1 sao
a
fi
l
tiGean VafClB
z
os
resultados obtidos
em
grafica da figura
o
va
cz be
l
zcr
graph gffig
ure 3
prasents the ti
2 Coraceratrution in aYr
cess variable C
afpr
The
tem
iour
evcaluatiur per
shorter tha
71
t
iclcl 2
varia consi
Camportamentos da rel
do
aP
emprego
es mail relevantes sobre
informa
U
0
2
seeutivc
n
cc
s the bt
c
haviour of the vc
iricthle
rlcrys This figure shcn
os
apresentados
if GJJt
Giri
df
flif
4
3
15 dial corridos Nesta
a
jrFi
g
ttltPC
2
4
em uma
nsiclered hotly ith anc ti
cc
IPCupplicatior7
ithout
Table 3
1 preserr
ts the results ohtuir2e
com
ilise est
itistica consxierada contendo
aplicaczzo da an
ariavel de processo
f
j
5
6
ppl
by c
iccxl rxnalysi4 ed
icler
o
c
no
ing the statis
c
ntaileily
as
a
m
portamento da
estudo
the
most
relevant irv
acrtion
fnrr
on
the behavzr
rof
rl
the prE
ahle laeinfi sttrdiecl
i
ess vaa
c
The
32 apresenta o Comportamento tem
Concentrarrao
graph
rffigure Z
3preser2ts the
lirrte behuvi
zar
de C4 CO Concentrafion
CJ
f2t
ftlJO
QO
f
r
t
1
xol
i
I
J
ll
t
a
Ij
0
0
N
APC
it
u
N
U
F
Figura
APC ligado
desligado APC switched ott
2 Variabilidade da variavel de processo
3
Figure
switched
on
2 Variability of fheprocess variable
3
Tabela 3
2 Comportamento da variavel de processo Table 3
Process variable behaviour
2
W
Parametro
Valor obtido ppm
Paramefrr
sem
APC
U
i1 r
G
b
t
d
li
C
APC
cie
Valor medio I ltdean va
Desvio
padrao Standard
deviation
Valor obtido ppm cam APC 1
i
lilFt
i
I
G
U
t
i
rs
1
2
42
7
13
3
94
5
57
TRS
i
z
Q
APC
Figura 3
Tabela 3
desligado
Variabilidade da variavel de processo
Comportamento
Figure
3
Variability
Ualor obtido ppm
14ean value
da variavel d proczsso
Concentra4ao de C
ao inferior
periodo de analise n
rando
tun
Nesta
figura
considerada
sao mostrados
com e sem o
os
O
offhe process variable
Ualor obtida ppm com APC
APC 1
ii
r
Ciit APr
t
1
r
1rPy
ii
a
1
8
5
9
1
4
1
consicle
dias con idol
odo APC
empre
em
grafiCO da figura
temporal Ala variavel de
com
o
rhle C
O Coracerr
ofprocess vczri
tYCrtzo cr
in
er
si
a
period ofccr
alysis root
duvs This
rure shows
fa
shorter thatz 15 consc
eaative
the hehavi
our of the vcvr
fable
edboth 4
consider
ith and withoutAPC application
os
relevantes sobre
variavel cle processo
APC so
itcnecl o
1
B
resultados obtidas
apresentados
ao da analise estatistica oonsiderada contenclo
aplica
es mail
c
informa
sem
comportamentas da variavel
Na tabela 2
3 sao
a
I
tiueGbtl fi
l
i
1
i
r
1livtllrOf
G
Desvia patlrao l Standard deviafior
poral
ligado
da variavel de processo Table 3
Process variable behaviour
Parametro Parameter
Valor medio
APC
1PC sn
ied uif
ir
as
Comportamento da
estudo
Tclble 3
2presents the results obtair
aed by apply
sidere cor
ing tdae slatisticcil analvsis co
tazning
tlu rraotit r
elevant inforn
atiorr
the pr
ers variable
oc
3 apresenta
o
ta
comportamer
processo TRS considerando
Tear de
CaC03
um
The
rr
c
the bed
aviour of
died
str
heirzg
graph raf ftgr
re 3 preseais
zble
of TR5 pr
acess varic
the tune hehcrviozrr
at2ul
ir ic
r7side
cc
per r
d
a
Residual t aaf
esrd C
i
r
p
f
JJ
O
O
N
APC
Figura
4
3
Variabilidade da variavel de processo figure 3
4
Tabela 3
4 Comportamento tla variavel de processo
Parametro Parameter
e
Valor medio 1 Mean vai
Desvio
APC
desligado
patlrao
1 Standard cleviativr
ligado
1
U
Variability of fhe process variable
N
Table 3
Process variable behaviour
4
a
W
Ualor obtida ol sem APC 1
ed
at
iitarrir
L
ititcltAPC
v
Ualor obtida o com APC
le ci
Ja
talned t
iiPC
b
1
a
4
2
Q
2
C
7
0
4
0
5
periodo
de analise nao inferior
sao mostrados
figura
sideracla
com e
Na tabela 3 sao
R
15 dias corridos Nesta
comportamentos
os
apresentados
epllcrlca0 da anehse
os
O
grafico da figura
temporal
le 3
Tcd
csults obtainecJ by ahply
presents the r
alanalysis consider
ed containing
irzg the stcztisti
the rrzo
strelevant infi
rrnation on thehelzaviour ref
estudo
the process var
icable
4 apresenta
3
um
corridos Nesta
o de analise
perioc
figura
variavel considerada
sao mostrados
cum e sem a
Na tabela 3
4 sao
nao inferior
as
a
1
dias
lis relevantes sobre
es nr
informa4
rafico
O
da
em
figura
the process var
iahle
apresenta
o
tun
periodo de analise
corridos Nesta figura sao mostrados
variavel considerada
com e sem o
Na tabela 3
5 s
io
com a
as
macs
variavel de processo
dias
ing
camportamentos da
apresentados
os
grafico
da
antes sobre
les
re
em
figura
o
cr
days
empregu du APC
zg
beit
studied
dinh Zone Tenzper
c
Fc
ature consider
period cif analvsis
This
figure
not shorter
flian IS consecutive
shows Ilze Iaehtrvinur nftlae variable
considered both with and ivithc
utAPC appliccrtivn
resultados obtidos
Talale 3
resenls the results ohtcrined
S
comportamento da
estudo
by apply
ing the statistical
analysis considered contr
ning
i
thc rraost relevant
n
ir2forrrtatir
on
the behaviour
6 apresenta
3
Temperatura
The
comportamento
o
dos tTases
atico considerando
Preeipitador Eletrost
tau
of this process
Para
periodo de
da Zona de
6 ents
es the behaviour
r
p
graph c
f frgur
iable Terrtt
crr
crture of Gases for
r
e
the Electrostatic Precipitator considering
aoFeeding
Alimenta
Zone
Temperafure
fr
ICr
I
r
x
0
n
1
APC
o
N
desligado APC
APC ligado r
switched ot
F
APC
hed
swit
it
5
Figura 3
Variabilidade da variavel de processo Figure 3
5
5
Tabela 3
comportamento
Variability
of fheProcess variable
N
U
a
w
da variavel cle processo Table 3
5 Process variable behaviour
Parametro Parameter
d
c
C
Valor ntedio 1 Mean value
Desvio
patlrao 1
Stanrlarl rlrviatrcra
of
the process variable benl studied
fiesta varia
el de processo Tzmperatura
o
oeess variable
pr
aoda analise estatistica considerada contendo
aplica
mformacoes
O
os
1
a
pl
c
icatian
The graphnf fi
5presents the hehai
inur of the
e3
gur
comportamento
nao inferior
shorter than 1 S consecutive
riot
ing the statistical analysis considered containing
the mast relevant infi
lzaviour of
rrrrcrtion nn the hc
as
da vari
ivel de processo Temperatura Iona limenta4ao
considerando
iad of analysis
per
Table 3 l presents the results obtained by appl7
com
estudo
5
3
a
edhotlx with and talithout rtPC
der
consr
Rados obtidos
comportamento da
o
studied
sth behaviour afth
7a
flays This
e shr
aar
fi
vuriable
emprego do APC
apresentados
an estatistici considerada contendo
aplicacao da ilise
variavel de processo
ing
nentos da
camparta
os resu
being
The graph cif figure 3presents the time ehcn
lour
rcxhle Residual Lime C
antent er
der
rzsi
cifrocess var
comportamento
o
da variavel de processo Teor de Cal Residuah
considerando
a
with crud ia
PCapplication
ithoutl
com
comportamento da
o
clays This figure
shows the bclaavic
ur ofthe variable considered both
eStatlStlCd CO
1S1deIadfl c071te11d0 aS
em
ccnseeutive
not shorter than I
ysis
con
resultados obtidos
es mail relevantes sobre
informac
variavel de prucessu
da variavel
emprego do APC
o
sem
a
Valor obtido CJ
sem
APC
valor obtido CJ
com
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re n
tyat
tairreri f ta3 ithnrrt rtFC
Vvtue nG
zerl I CI ritb APC
ai
8
402
9
604
0
109
41
rx
iod
aer
on
Temp Gas Pre ESP l Gas Temp
fo
1 Precii
I
u7
lI
iQ
i
IV
I
j1
f
APC
6
Figura 3
Tabela 3
6
desligado 1
Variabilidade da variavel de processo I Ftgrrre 3
6
Comportamento
Desvia
Ualor obtido C sem APC
s
apresentad
os
com e
sem o
a
2
245
3
253
6
17
3
14
15 Bias corridos Nesta
comportamentos da
Ualor ohtitln CI com APC
alare alrtarned I
CJ tttlr APC
Sfarrdarri leviaticrl
analise nap inferior
Variability offheuroci
ss variable
rtrre abtaine I
it
fhnut APG
C1 rv
il4ean value
padrao 1
her
giyjr
da variavel de processo Table P
3
rocess variable behaviour
Parametro 1 Parameter
Valor medio
APC ligado APC
lc
x
s
ednir
figura
sao
ivel consideracia
ari
emprego do C
of dot
ti
rtysi
ara
ter Ihcr
sha
r IS co125
cutire
r
l
cos7sicl
bath tivith Und 1a
itt3aut tPC
6 sao apreser
Na Tabela 3
tados
os
resultados abtidas
Temperatura da ZQna Quente
6L
r
I
w
l
I9C
sa
s
a
c
ia f
Tl
stl
ti
e hel
ioLrr of Ilre vcrri
a
rble
e
r
gzrl slzo
Table r
J Hat Zane
liccrtiot
ca
6 rc
l
silts oblclinec bp a
5
sent
wrE
vL
Temperature
h1
n
RI
p
1
I
ff i
1
7
F
Ja
i
a
tlx
Q
Il
1
i
U
0
r
i 11
1
M
i
VI
APC
Figura
7
3
APC ligado
desligado 1 APC switched off
Variabilidade da variavel de processo
Ftgure
7
3
Variability of the
APC swi3ched
0
0
N
y
process variable
U
N
U
Tabela 3
7 Comportamento da variavel de processo Table 3
Process variable behaviour
7
Parametro I Parameter
Valor medio
Desvio
padrao
ean value
r
wiafie
Sfar7da r
Ualor obtido Cl sem APC
er
Vatr
tai f
o
Ifflr APC
r
rut
t
C
4
1122
4
132
Valor obtida CI com APC I
a
W
a
Value vbtalne
6
127fi
7
62
C
e
com a
a
tendo
apli Z
ao da analise estatistioa considesada n
ing the statistical crr
sas consicZer
crl
edcr
tcrining
antes sobre
ies mais rele
informa
as
variavel cle processo
O
grafico
da
a
m
portamento da
o
esturlo
em
figure
7
3
apresenta
periodo
um
15 dies corridos Neste
a
da Zone
Quen
de an
ilise n
ZO inferior
figure
apresentados
sao
com e
os
sem o
emprego do CPC
a
apresentados
resultados obtidos
as
es mais relevautes sobre
informa
variavel de processo
4 CONCLOSDES E
que
nos
de cal
em
esturlo
a
do forno
ao
equipamento
ivel de processo Cuncentra
vari
iw
a
Lrilla
lo
redU
Cl0 renpeCtlvO v2llor
medio de 6
5pare 4
2A varia
ao porcentual
foi de 35 Com
respondente
relagao
cor
a variabilidade
fiesta varia
el do processo foi constatada
de 3
4 pare 2
0 ou equivalentemente
Table 3
Considerando
a
the
i
unr
4 pare 2
2
0
correspondente
foi de 16 Com
uma
redu
A
Rio do
the behaviour
of
hich
aperfr
coratem thc lime Icilr
lated
e iznpr
ti
rrrra
overrrel7t
the
C appli
edanalysis rlfthe perfornacrncE aftl7e AF
sirnpl
cZt
the equipment studied is pr esented irr tGre fbllt
ing
t
there occur
eda reduction ir1 the respective
z
centae
iution ivcr
var
s3
ility of this
al
vuriczhle
process
found
orrt
lric7 is
ti
ou
Content there occurred
mean vcrlrre fror7s 2
i
respecti
4
1
ao a variabilidade
rela
the
nted
r
v
rtahilitypresE hy
equivalentemente
uma
cz
from U 7
redizctior
equivalent
to
to
tlzcre occrrzrred
aoporcentual
varia
correspon
uma
equivalentemente
redu4ao
uma
de
a
per
ao
redu
elde 1rocesso Temperature Zone
varia
um aumento do valor medio
de 402
C Para 604
8
C A varia
9
aoporcentual correspon
dentefoi de 50 Corn
16 ith
YT regard
to
this process variable
1 tivas fi7und
Q
9ppm
om 1
fr
tion
equivalent
to
a
ao avariabilidade apresentada
rela
ppm The
ac
rt
which is
rt
or
the vari
to
a
wcrs Dart
rrzd
foz
c
redu
17ich is
i
1
percentage redaction of2o
variablE Feeding Zahe Tem
e there occrarred
percrtru
frorn
vcrlue
t7ronding
o YVit1 regard
to 4
1pprra
mean
corm
this pr
ess variable
c
irag pz
Corzsider
ocess
de Alimenta
aofoi verificado
d
a
Tlie corresporzd
was
reduction in flee respective
thpresented by
abilz
26
1
to
t
aler
egzzi
iabte TRxS Cr
nnsidering process var
C
atiorz
rrcentr
Com rela4ao a variabilidade apresentada
Considerando
reduction from 3
r
percentage redzrction of 3
a
cntage variation
c
per
ppm pare 1
4 ppm ou
2
ing
de
porcentual de
a
reduction in the respective
aoporcentual
varia
de 43
ppm A
a
to
value from pm
17to 5
6
5
it6a regard tr tl
id
e vcrri
0
centagc redzrciior7 ofl1
was
TRS foi verificada uma redu
aodo respectivo valor medio
ppm pare
mean
value fr
5to 2Tta corraspon
crm b
r
ingh
ercentage variation
t
por esta variavel clo processo foi conntatada
C
orr
Fused on tlae criteria estahZished irr this Iwork
ao
redu
por esta variavel do processo foi constatarla
ao de 0
redu
4
7 pare 0
dente foi de
a
W
relevant ir2f
rmatior
io
rechi
nsiderando 1 variavel de pii
Ci
cesso Concentrz4ao de
9
1
cxpply
arhr
C
ess vuricrhle Residual rurte
r2sideringproc
Cc
Residual foi verificada
aoporcentual
redu
N
U
most
to Z 0
tuna
variavel de hrocesso Teor de Carbo
valor medio de
apresentada
it
application
d
rinr
by
ents tl2e result ofitc
c
pr
ing the statistical aracaly
iscorasrdered con
tairrizzg
de 41
porcentual
6t
the be
vaz O Concentration
sfdering process rcxhle
Cor
Considerando
oc
N
days ur
ig shows
f
This
e
4 CONCLUSIONS ANQ
ilise simplificada
an
do CPC aplicado
ile 2 t01 Ver1t1C8Cla
uma
crture
Ten2pez
hcrviorrr of the variable sidered
or bath with and
c
estudado
nato
Zone
rnot shorter than
si
periocZ of anal
a
1 coz7secutive
trabalho
neste
performance
seguir
a
of
the process var
iahle being stardied
melhoria da
e apresentada
do desempenho
as
OES
IENQA
RECOI
a
the behaviour
nts the behav
esc
pr
iahle Hot
ofprocess var
considering
com
comportamento da
o
criterion estabelecidos
contemplou
raur
without 4PC
aplica da analise estzltistica considerada contendo
ao
Com base
The graph of figure 3
compartamento
comportamentos da variavel considerada
Na tabela 3
7 sao
orz
the process variable beang a
trrdieca
a
da aria
el de processo Temperature
te consideraudo
the roost r
elevant inforrnatlorr
12
Z
to
percerrtcxge variation
ern
irrcreace in the
fiG TLte
C
9
was
mean
g
clir
or
corres
50 Kith regard to the
iahility presented hy this
vcn
process variable
a re
l
du processo foi constatada
por esta vanave
tuua
iiio
redu
tJ
I
t
r 41
C lti
5
drrction C
frnrrr
d out which
four
as
de 109
C pare 41
0
C ou equivalentemente
5
uma
aa
redu
is
porcentual
de 62
equivalent
to
a
tion
percentage redut
orrsider process
C
rg
ir
of 6
iable CTas Terr
var
peratur
Considerando
Gases
no
ivel de processo Temperahua dos
vari
a
Precipitador Eletrostatico far verificada
aumento da valor medio de 2
245 para 23
C
C A
3
aoporcentual eorrespoixlente
ria
foi de 3 Com
tElectrostatic
edan
itatof there nccurj
Preci
ir the mecxn ticxlzae
C t 53
i
C
3
1na Z
fi
um
crease
va
ti us 3
The carres
n
tic
ic
var
e
ercenta
in
orzc
ao a
rela
it1 d
l
sc try the vur
c
r
eserateci h7 this prr
hs
irxhiZit
variabilidacle apresentada por esta vanavel de processo foi
cess
constatada
wa found nut tivhich is equivalent to
c
14 ou
C
7
C
umaredu de 6
ao
para 3
lentemente
aoporcentual de
redu
uma
msiderando
Zane
foi verificado
Quente
equiva
1S
um
awnento do
iahle
ar
a
reducaion from 17
C to 14
6
C
3
a
rcenta
c
e
ciivn f 1 S
eda
vel de processo Temperature da
vari
a
valor medio de
122 para b
1
C
4
27b A variar
1
C
aoporcentual correspon
or process
t
sidcring
variaJ3le Hot Zane
d
rc
aa increase in the
ture there nccrti
frrm
r 122
C to 1
4
26
C The
Temlaera
value
ean
rr
rresponcfirt
c
dente far de 13 Com rela
aoa variabilidade apresentada
icrlinn
ear
rta
erce
avel ile processo foi constatada
por esta ari
ao
redu
iuhility presented liy tl2islJrocess variable
vux
ao
redu
tion fi
C to 62
4
2
C was
7
om 1
de
C au equivalentemente
7
Cpara b2
4
132
uma
uma
r6
parcentua de 53
base
om
se
constatar
nos
uma
significative diminui
ao
na
ariabilidade apresentada 1
iveis de processo
elas van
estudadas
mento
E
atendendo
ao
compromisso
firmado
na
docu
de garantia de performance
importante ressaltar
que alem da
redu au
na
eficiencia
menor consumo
o
que
forno de cal
o
representa
uma
que sugere
um
cal
he
the rncess vat
i
with the committrtent
cumerat
rrnance ucx
exf
the
antee dr
It is nrtaT
irn1 to
t
irz
reduc
educ
i
t
car
signifa
variahilfty ps
eserated by
rce
cnrnplia
a
stress
e reduction
that besides tl
nn
C
tratin
ctriahili f
s
ty
process vcxriahles C12 ce
U Concentr
C
utivn and TRS Co
ncer26rcrtivn there
rred u c
cr
e
3
t
iorz
di in the
oc
aecrn valare
s
espondirrg n
t
ecT
vhiclz rc
sents a lime kiln
prc
fficiNyrc irr
rwemsrat
hr
and corzsequer
ths
irel consutn
tion
tcggcsts lower f
REFERENaeES
USA Control
Engineering
SEBORG P
R T
T
F
E ED
Wilev
3
mesmas
a
a
the
o 53
tlic esz
esented ahnve it
ltsTr
ables str
died in
in
to
hich is
7d out tii
tt
fi
un
JARVENSTVU M SAART K JAMS
J4UNELA trol
A
IrrtelhgentCo srstern ot
L
S
process
2
na
da oombusti
eis
REFERENCIAS
Z
ova
tion i
a the
a
redu4ao da vari
Concentra cle TICS houve
ao
do valor mecliii des
rnelhoria
1
e
was
red
und out that there accztr
fr
signed
biliclade des variaveis de processo Concentra
aode
Concentra de CL
ao
Based
13 Kith regard
to a pet
reductive
e
cevrta
equivalent
resultados apresentados acima pode
que houve
in
Practice 9
l
2001 Sb
drrstr
i
rallime
kiln
bob
atrol nd Edition John
o
C
IPD A 00 crrnics
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