Controle preditivo aplicado a um sistema HVAC: Estudo de caso: Sala limpa do Instituto itt-Chip/UNISINOS - Santos, Cristian Figueiredo dos (2019)
O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle avançado em nível de aplicação visando melhorias nos níveis de consumo energético nas instalações das salas limpas do instituto itt-Chip/Unisinos. Sistemas HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning) são responsáveis por grande parcela no custo de produção de semicondutores por conta da necessidade do controle de temperatura, umidade e pressão interna dos ambientes controlados. Além disso, grande parte das edificações do mundo necessitam de sistemas de climatização, realizados por sistemas HVAC em uma versão simplificada. Por conta do grande potencial de contribuição ao mercado de semicondutores, foi desenvolvido um sistema de controle preditivo multivariável em nível de aplicação visando o atendimento das especificações de controle requeridas pelas salas limpas do instituto tecnológico. De modo a obter-se a síntese do controlador preditivo, foi necessária uma prévia avaliação do sistema de controle original, caracterização dos processos e modelagem paramétrica a partir de ensaios de resposta. Uma aplicação de Simulink® foi desenvolvida com as bibliotecas de MPC (Model Predictive Control) e OPC® (Open Platform Communications) para processamento das leis de controle e comunicação com os atuadores através dos controladores lógicos programáveis locais. Em nível de aplicação foram desenvolvidos ensaios do comportamento servo e regulatório do controlador preditivo e a avaliação de um indicador de consumo energético (ECI) como forma de comparação entre o controle legado PID do itt-Chip e a nova estratégia de controle avançada implementada. Os resultados indicaram um bom comportamento servo e regulatório do controle MPC e uma redução no indicador de consumo energético que pode variar entre 80 e 90%, dependendo da sintonia escolhida para o controle preditivo.