کنترل هوشمند برج تقطیر با استفاده از شبکه عصبی و مقایسه آن با سایر روش ها

برج تقطیر نفت یکی از مهمترین و پیچیده ترین سیستم های موجود در صنعت نفت است. دراین تحقیق قسمت های مختلف یک برج تقطیر معرفی شده و ورودی و خروجی ها معرفی می شوند. همچنین روند کلی کارکرد برج تقطیر بررسی می شود. همچنین با توجه به اهمیت بالای تولید بهترین محصولات با بالاترین خلوص، کنترل بهینه این فرایند معرفی می شود. برج تقطیر جهت جداسازی محصولات با ترکیب سبک تر از محصولات سنگین تر استفاده می شود. برج تقطیرشامل یک برج حاوی تعداد مشخصی سینی می باشد که سیال ورودی بر روی یکی از سینی ها ریخته می شود ومطابق با قوانین فیزیکی- شیمیایی مانند قوانین بقای انرژی، جرم و ممنتوم(مایع از روی سینی ها به سمت پایین حرکت کرده و گازتولیدی در پایین برج، به سمت بالا حرکت می کند. در بالای برج یک دستگاه خنک کننده جهت تبدیل گازهای سبک بالای برج به مایع و درپایین برج یک گرم کننده جهت جدا کردن محصولات سبک تر مثل گازها از مایع پایین برج وجود دارد. علاوه بر این ها یک مخزن دیگر جهت برگرداندن یک مایع سبک بالای برج به داخل برج وجود دارد. در حال حاضر در اکثر پالایشگاه ها برای کنترل پروسه تقطیر از کنترل کننده تناسبی استفاده می شود. این کنترل می تواند با دستگاه های قدیمی مانند کنترل کننده های نیوماتیکی و یا سیستم های مدرن کنترل برنامه پذیرانجام شود. ولی درهر دوصورت، هر کمیت جداگانه با کنترل کننده تناسبی کنترل می شود. در این پایا ن نامه کنترل خودکار یک برج تقطیر با محصولات نهایی متانول و آب توصیف شده است که متانول بعنوان محصول بالای برج و آب بعنوان محصول پایین برج می باشند و بترتیب دارای جزء مولی (98/0 و 02/0) هستند. کنترل این برج تقطیر با استفاده از کنترل کننده شبکه عصبی انجام شده است. در ابتدا قبل از طراحی کنترل کننده های شبکه عصبی، دینامیک وعملکرد برج تقطیر بررسی شده و پس از رسیدن به معادلات حاکم در تک تک بخش های برج تقطیر با استفاده از راهبرد کنترلی در نظر گرفته شده و با توجه به ویژگی های تقطیر اعم ازغیرخطی بودن، تغییرپذیری با زمان و...، کنترل کننده های مورد نظر طراحی شدند. بطور خلاصه دو کار مهم و اصلی انجام شده در این پروژه را می توان به این صورت بیان کرد: 1- شبیه سازی کل فرآیند برج تقطیر با تمام قسمت های آن تغلیظ کننده، جوشاننده و انتقال جرم برروی سینی ها 2- شبیه سازی کنترل کننده سیستم با استفاده از کنترل کننده شبکه عصبی به روش narma-l2 و مقایسه نتایج بدست آمده با کنترل کننده فازی. نتایج بدست آمده نشان می دهد که سرعت رسیدن به نتیجه نهایی در حضور تغییر ورودی و وجود اغتشاش بیشتر می شود. همچنین خطای ماندگار خروجی ها در حد ناچیز است.