การออกแบบโครงสร้างการควบคุมประยุกต์กับปัญหาการควบคุมแบบแพลนท์ไวด์ของกระบวนการไฮโดรดีอัลคิเลชัน

Abstract

การออกแบบโครงสร้างการควบคุมกระบวนการที่มีความซับซ้อน เช่น กระบวนการที่นำมวลสารและพลังงานกลับเข้ามาใช้เป็นสารตั้งต้นหรือ เพื่อประหยัดพลังงานมีผลทำให้กระบวนการมีความซับซ้อนในการดำเนินการมากขึ้น การออกแบบลูพควบคุมกระบวนการมีผลต่อภาวะการดำเนินการเป็นอย่างยิ่ง ในงานวิจัยนี้นำเสนอการเปรียบเทียบโครงสร้างการควบคุม 4 โครงสร้าง เมื่อระบบถูกรบกวนด้วยตัวแปรที่ทำให้กำลังการผลิตเปลี่ยนแปลงคือ เปลี่ยนสารทอลูอีนหรือเปลี่ยนอุณหภูมิขาเข้าถังปฏิกรณ์ โครงสร้างการควบคุมแบบอ้างอิงใช้ลูพควบคุมปริมาณสารทอลูอีนด้วยการวัดระดับของเหลวยอดหอป้อนกลับ เพื่อปรับอัตราการไหลเข้าของสารทอลูอีนใหม่ ส่วนโครงสร้างการควบคุมที่ 1 เลือกวัดอัตราการไหลทอลูอีนภายในกระบวนการ เพื่อปรับสารทอลูอีนใหม่เข้าระบบ ผลทดสอบทางพลวัตพบว่าโครงสร้างการควบคุมที่ 1 มีค่าเวลาคงที่ของกระบวนการต่อการตอบสนองการรบกวนเร็วกว่าโครงสร้างอ้างอิงทำให้ผลการตอบสนองภายในกระบวนการของโครงสร้างที่ 1 เร็วกว่าโครงสร้างอ้างอิง โครงสร้างการควบคุมที่ 2 ต่างจากโครงสร้างการควบคุมอ้างอิงและโครงสร้างที่ 1 คือใช้หน่วยหล่อเย็น (Cooling Utility) ในการควบคุมอุณหภูมิขาออกจากถังปฏิกรณ์แทนการใช้กระแสภายในกระบวนการ ส่งผลให้ลดความแปรปรวนทางมวลสารภายในระบบด้านการเกิดปฏิกิริยา และลดผลกระทบต่อส่วนของการแยกสาร ทำให้ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์มีความแปรปรวนลดลง ส่วนโครงสร้างการควบคุมที่ 3 นำโครงสร้างการควบคุมที่ 2 มาเพิ่มวงควบคุมแบบสัดส่วน โดยควบคุมสัดส่วนสารไฮโดรเจนต่อสารทอลูอีนในกระบวนการให้มีค่าคงที่ เพื่อให้ระบบสามารถทนต่อการรบกวนได้มากขึ้น การศึกษาทางพลวัตพบว่าโครงสร้างการควบคุมมีผลต่อการดำเนินการของระบบอย่างมาก ระบบการควบคุมที่ดีต้องสามารถตอบสนองต่อการรบกวนและปรับระบบให้เข้าสู่ภาวะคงตัวใหม่ได้เร็วที่สุดและ รักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ให้มีความเบี่ยงเบนน้อยที่สุด