İleri kontrol yöntemleriyle kablosuz sıvı seviye kontrolü
Wireless level control with advanced control methods
Yazar: İSMAİL BAYRAM
Danışman: PROF. DR. ZEHRA ZEYBEK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Endüstriyel bir proseste yer alan değişkenler; akış hızı, sıvı seviye, sıcaklık, basınç, derişim vb.dir. Bir kimyasal prosesin çeşitli değişkenlerini sabit tutabilmek için kontrol sistemleri kullanılmaktadır. Prosesler normal şartlarda çalışırken bütün değişkenler zamanla değişmeyerek, belli sabit değerlerde olmasına rağmen işletim esnasında bir takım etkilerin çıkış değişkenini etkilemesi nedeniyle sistemler istenen değerden sapabilirler. Sistemi istenilen değerde tutmak için kontrol sistemleri kullanılır. Bilgisayar sistemlerinin geliştirilmesi ile birlikte artan endüstriyel proseslerin bilgisayar destekli kontrolü; üretim kalitesinde oluşan farklılığın en aza indirilmesi ve sistem değişkenlerinin gerçek zamanlı olarak takibi açısından büyük fayda sağlamaktadır. Sıvı seviye kontrolu kimyasal prosesler açısından büyük öneme sahiptir. Endüstride sıvıların doldurulduğu tanklarda seviye ölçümünün doğru ve güvenilir cihazlarla yapılması ve sıvı seviyesini belirli seviyede tutmak hem taşmayı önlemek hem de sabit debide ürün gönderebilmek yönünden önemlidir. Ayrıca sıvı seviyesi, üretimdeki ürünün derişimini doğrudan etkiler bu yüzden seviye kontrolu sağlanarak optimum seviyenin elde edilmesi kimya prosesleri açısından önemlidir. Tez kapsamında yapılan çalışmalarda bir proses kontrol simulatör sisteminde kablosuz sıvı seviye kontrolü gerçekleştirilmiştir. Tüm hesaplama ve veri işleme prosedürleri için sıvı seviye sisteminin yer aldığı sisteme on-line bağlı bilgisayarda MATLAB programı kullanılmıştır. Ön çalışmalarda açık hat dinamik deneyler gerçekleştirilerek sistemin özellikleri belirlenmiştir. Kapalı hatta ayar değişkeni olarak seçilen değişkene çeşitli etkiler verilerek çıkış değişkeninin davranışı incelenmiştir. Proses kontrol simulatörünün sıvı seviyesiyle, sıvı seviye kontrol vanası açıklığı arasındaki ilişkiyi verecek modelin bulunması için, farklı giriş sinyalleri (basamak etki, PRBS vb..) uygulanarak sistem tanımlama yapılmıştır. Dinamik çalışmalarda elde edilen işletim koşullarında ve bulunan en uygun model kullanılarak sistemin PID, GPC ve Fuzzy kontrolü gerçekleştirilmiştir. Bunun için kablosuz bilgisayar sistemi kullanılmıştır. Kontrol sonuçları performans kriterleri göz önünde bulundurularak karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Thevariables of an industrialprocessaretemperature, pressure, flow rate andconcentrationetc..Thecontrolsystemsarebeingusedtomakeconstantfordifferentvariables of chemicalprocesses. Whenprocesworks in desiredconditionallvariablesdon'tchargewith time. Althoughallvariablesare in constantvaluesandalsoprocessworks in normal conditionsundersomeaffectionsdisturbthesystemandthenoutputvariablesdiversefromdesiresvalues. Theholdprocessvariables on desiredvaluescontrolsystemsareused. Aftercomputersupport in computerworld, computercontrol is sopopuler. Level control has an importantsignificance in chemicalindustry. Tomakethe minimum differencefromproductionqualityandalsotofallowthecontrolsystem is veryuseful.Level measurement is importantforsafetyprocesses. Inindustrywithliquidtanks, it is veryimportanttomeasuretoliquidlevelwithcorrectandtrustablemeasuringinstrumentandsotoholdtheliquidlevel on desiredvalues is usefulforprotectingfloodandalsotosendproduction of constantflow rate. Moroverliquidlevel has a directeffect on theproductconcentration. Thusoptimumoperationcircumtancesareveryimportantforchemicalprocesses. Inthisthesis, wirelesslevelcontrol has beenstudied on a procescontrolsimulator. Allcalculationsanddataproceduresareused online computerwith MATLAB programmer in a levelcontrolsystem. Firstly, open-loopdynamicsexperiments has beenconductedtoidentifysystemspesifications. Outputbehaviour has beenidentifiedwithdifferentlevelcontroleffects in a close-loop. Tofindcorelationbetweenliquidlevelandliquidlevelcontrolvalve in a processcontrolsimulator, differentinputsignals (PRBS, squarewaveetc..) has beenappliedforsystemidentification. With in dynamicexperiments has foundbest model andthis model used PID, GPC, Fuzzycontrol. Advanced controlmethods has beenused in wirelesscomputersystems. Control resultscomparedwithviaperformancecriters.