Identificación experimental y diseño de control para el comportamiento de la presión de vapor de la caldera pirotubular de la UEB ‘’El Dietético”

Abstract

Debido a la necesidad existente en la UEB "El Dietético" de Bayamo de mejorar el control y el rendimiento de la caldera pirotubular, este trabajo se enfoca en la identificación experimental y el diseño de un controlador para el comportamiento de la presión de vapor en dicha caldera. El objetivo principal es obtener un modelo matemático dinámico que describa el sistema y utilizarlo para diseñar estrategias de control eficientes. La investigación se centra en técnicas de identificación y control de calderas pirotubulares, así como en los requisitos específicos de la caldera de la UEB "El Dietético". Se realizan experimentos para recopilar datos sobre la presión de vapor y otras variables relevantes, y se utiliza el software MATLAB como herramienta de cálculo para el procesamiento de los datos y la creación del modelo matemático. Se describe el proceso de identificación experimental, donde se utilizan técnicas de análisis de datos y el Toolbox de identificación de MATLAB para obtener el modelo matemático deseado. Se validan los modelos obtenidos utilizando los datos experimentales y se presentan los resultados de la identificación. Finalmente, se realiza una valoración económica y medioambiental del nuevo controlador diseñado para la caldera pirotubular. Esto implica evaluar los posibles beneficios en términos de eficiencia energética, reducción de costos operativos y emisiones de gases de efecto invernadero.

Due to the existing need at UEB "El Dietético" in Bayamo to improve the control and performance of the firetube boiler, this work focuses on experimental identification and controller design for the vapor pressure behavior in the boiler. The main objective is to obtain a dynamic mathematical model that describes the system and use it to design efficient control strategies. The research focuses on identification and control techniques for firetube boilers, as well as the specific requirements of UEB "El Dietético"' boiler. Experiments are conducted to collect data on vapor pressure and other relevant variables, and the MATLAB software is used as a calculation tool for data processing and model creation. The process of experimental identification is described, where data analysis techniques and the MATLAB Identification Toolbox are employed to obtain the desired mathematical model. The obtained models are validated using experimental data, and the results of the identification are presented. Finally, an economic and environmental assessment is conducted for the newly designed controller for the firetube boiler. This involves evaluating potential benefits in terms of energy efficiency, operational cost reduction, and greenhouse gas emissions.