Fokus penyelidikan ini adalah mengenai pengawalan Pelbagai Input Pelbagai Output (MIMO) proses untuk kadar sulingan (D) – kadar mendidih (V) dan kadar refluks (L) - kadar mendidih (V) konfigurasi. Terdapat sejumlah 3 fasa dalam proses simulasi ini dengan 2 pemboleh ubah terkawal (CV). Dalam fasa 1, fungsi pemindahan dan keluk yang terbaik diperolehi untuk konfigurasi LV dan DV. Keluk terbaik adalah 88.28% (CV1) dan 93.07% (CV2) untuk LV dan 93.02% (CV1) dan 81.51% (CV2) untuk DV. Dalam fasa 2, pengawal untuk LV dan DV konfigurasi telah dihasilkan, ditala dan dibandingkan berdasarkan pengesanan titik set dan gangguan penolakan. 3 cara talaan telah digunakan iaitu synthesis lansungan (DS), CHR dan pengurangan ayunan (DO). Aspek utama untuk menilai respon adalah berdasarkan sifat keluk dan analisis ralat. Berdasarkan 2 aspek penilaian, kaedah penalaan terbaik LV dan DV telah ditentukan iaitu kaedah gabungan penalaan untuk kedua- dua konfigurasi. Dalam fasa 3, RGA dan analisis kadar sensitif telah dilakukan. Nombor kondisi (CN) dan Indeks Daya Tahan Morari (MRI) adalah dan untuk LV manakala dan untuk DV. Ia dapat lihat bahawa kedua-dua konfigurasi dalam kondisi tidak baik dan mempamerkan kadar sensitif yang tinggi untuk model tidak sepadan. Keputusan RGA adalah kepadanan selari (MV1-CV1) untuk LV manakala kepadanan bertentangan (MV1-CV2) untuk DV. Penyahgandingan jenis yang berbeza telah dihasilkan dan dibandingkan. Jenis-jenis penyahgandingan penuh, separa atas dan separa bawah, di mana ia ada untuk statik dan dinamik. Adalah diperhatikan bahawa penyahgandingan bawah separa statik memberikan hasil analisis ralat dan keluk respon yang terbaik. Keputusan analisi ralat configurasi LV untuk CV1 dan CV2 bagi ISE, IAE dan ITAE adalah 5.312e-4, 0.04551, 30.6297 dan 1.004e-5, 8.01000e-3, 4.73179. Tambahan pula, keputusan analisi ralat configurasi DV untuk CV1 dan CV2 bagi ISE, IAE dan ITAE adalah 5.243e-4, 0.04689, 31.1833 and 6.96e-6, 7.34e-3, 4.4801. Oleh itu, ia telah terbukti berdasarkan simulasi dan pengiraan, kaedah penalaan kombinasi dengan penyahgandingan bawah separa statik adalah cara untuk mencapai pengesanan titik set, interaksi gelung dan gangguan penolakan yang terbaik untuk kedua-dua LV dan konfigurasi DV.
_______________________________________________________________________________________________________
This research focus on controlling Multiple Input Multiple Output (MIMO) process for Distillate - Boil up rate (DV) and Reflux – Boil up rate (LV) configurations. There are a total of 3 phases in the simulation process with 2 controlled variables (CVs). In phase 1, transfer functions and best fit curves are obtained for LV and DV configuration. The best fits are 88.28 % (CV1) and 93.07 % (CV2) for LV and 93.02 % (CV1) and 81.51 % (CV2) for DV. In phase 2, the controller for LV and DV configurations were developed, tuned and compared based on set point tracking and disturbance rejection. 3 tuning methods were applied which are the Direct Synthesis (DS) method, Chien, Hrones and Reswich (CHR) method and Damped Oscillation (DO) method. The key properties to evaluate the responds are the respond curve properties and the error analysis. Based on the 2 evaluation parameters, the best tuning method for LV and DV were determined which is the Combination (COM) tuning method for both. In phase 3, RGA and sensitivity analysis were performed. The condition number (CN) and Morari Resilience Index (MRI) are and for LV and and for DV respectively. This shows that both configuration are ill-conditioned and exhibits high sensitivity to model mismatch. RGA results in a straight-match (MV1-CV1) for LV while a cross-match (MV1-CV2) for DV. Decoupler of different types were developed and compared. The types of decouplers are full, partial top and partial bottom, all of which are present for both static and dynamic. It is observed that the static partial bottom decoupler provides the lowest error in the error analysis result and respond curve. The error analysis result of CV1 and CV2 for ISE, IAE and ITAE are 5.312e-4, 0.04551, 30.6297 and 1.004e-5, 8.01000e-3, 4.73179 for LV configuration respectively. In addition, the error analysis result of CV1 and CV2 for ISE, IAE and ITAE are 5.243e-4, 0.04689, 31.1833 and 6.96e-6, 7.34e-3, 4.4801 for DV configuration respectively. Thus, it was proven based on the simulations and calculations, the COM tuning method with static partial bottom decoupler is the way in achieving the best set point tracking, loop interactions and disturbance rejection responds for both LV and DV configurations.
Controlling multiple input multiple output (mimo) for binary distillation column / Muhammad Syafiq Sulaiman