Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การประยุกต์ใช้ตัวควบคุมแบบป้อนกลับสเตตสำหรับควบคุมค่าพีเอช ในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

State feedback controller application for the waste water pH-control process

Year (A.D.)

1999

Document Type

Thesis

First Advisor

ไพศาล กิตติศุภกร

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.1999.1259

Abstract

โรงงานอุตสาหกรรมเคมีหลายประเภทมีการใช้กรดแก่ อาทิเช่น กรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟุริกในการทำความสะอาดพื้นผิวชิ้นงาน การใช้กรดเหล่านี้ทำให้น้ำเสียมีความเป็นกรดสูงซึ่งต้องผ่านกระบวนการบำบัดก่อนปล่อยทิ้งลงสู่สิ่งแวดล้อม กระบวนการบำบัดน้ำเสียเกี่ยวข้องกับการปรับค่าพีเอช ซึ่งเป็นที่ทราบว่าเป็นปัญหาการควบคุมที่มีความท้าทายมาก เนื่องจากค่าพีเอชมีความไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้น การควบคุมค่าพีเอชด้วยตัวควบคุมแบบดั้งเดิม ไม่สามารถให้ผลการควบคุมดีนัก ด้วยเหตุนี้ตัวควบคุมแบบฐานจำลองได้นำมาใช้ในการควบคุมค่าพีเอชของน้ำเสีย งานวิจัยนี้ได้เสนอการประยุกต์ใช้ตัวควบคุมแบบป้อนกลับสเตต ซึ่งเป็นหนึ่งในตัวควบคุมแบบฐานจำลองในการควบคุมค่าพีเอชของน้ำเสียของโรงงานเหล็กรีดเย็น นอกจากนั้นตัวกรองคาลมานถูกนำมาใช้ร่วมกับสมการของตัวควบคุมแบบป้อนกลับสเตตเพื่อประมาณค่าพารามิเตอร์ที่ไม่ทราบค่าหรือไม่แน่นอน กรณีศึกษาได้กระทำโดยสร้างสมการของตัวควบคุมแบบป้อนกลับสเตตและสมการแบบจำลองทางคณิตศาสตร์บนโปรแกรมแม็ทแล็บ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าตัวควบคุมแบบป้อนกลับสเตตนั้นสามารถนำไปควบคุมตัวแปรขาออกหลายตัว และให้สมรรถนะดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับตัวควบคุมแบบพีไอดีในกรณีที่มีตัวรบกวนเป็นอัตราการไหลและความเข้มข้นของน้ำเสียและกรด นอกจากนั้นการใช้ตัวกรองคาลมานในสมการของตัวควบคุมแบบป้อนกลับสเตตสามารถเพิ่มสมรรถนะของตัวควบคุมแบบป้อนกลับสเตตในกรณีของตัวแปรวัดมีความสัญญาณรบกวน

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Several chemical industrial plants have used strong acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid to clean up material surfaces. The use of these acids causes the waste water with strong acidity which need to be treated before draining to the environment. The treatment process of the waste water involve a pH adjustment which has been known as one of the most challenging control problem because of the nonlinearity of the pH value. Therefore, a conventional pH controller cannot give a good control response. As a result, the use of model-based controllers for controlling the pH value of the waste water has been proposed. This research presents the application of a state feedback controller, one of model-based controllers, in the control of the pH value of the waste water of a Cold Roll Mill Plant. In addition, Kalman filter is incorporated in the state feedback control formulation to estimate unknown/uncertain parameters. Simulation study has been done by formulating the state feedback controller as well as the mathematical model of the plant on a Matlab program. Simulation results indicate that the state feedback controller can be used to control multi-outputs and gives a better performance in comparison to a PID controller does, in the presence of disturbances in feed flowrate and feed concentration of waste water and acid. Furthemore, the addition of the Kalman filter in the state feedback controller formulation can improve the performance of the state feedback controller in the presence of random noise in measurements.

Link to Full Text

Share

COinS