Application and analysis of a model based controller for cooling towers in compression chiller plants

Abstract

Cooling towers or recoolers are one of the major consumers of electricity in a HVAC plant. The implementation and analysis of advanced control methods in a practical application and its comparison with conventional controllers is necessary to establish a framework for their feasibility especially in the field of decentralised energy systems. A standard industrial controller, a PID and a model based controller were developed and tested in an experimental set-up using market-ready components. The characteristics of these controllers such as settling time, control difference, and frequency of control actions are compared based on the monitoring data. Modern controllers demonstrated clear advantages in terms of energy savings and higher accuracy and a model based controller was easier to set-up than a PID.

Implementación de un MPC en un intercambiado de calor usando LabVIEW

“…Existen trabajos donde implementaron controladores a sistemas y/o procesos químicos y han brindado buenos resultados. En muchos de estos trabajos se han diseñado e implementado controladores PID y MPC (Mercangöz et al, 2007;Sivakumar and Mathew, 2013;Zhang et al, 2020;Sawant et al, 2020) Distintos investigadores han resaltado las diferencias de di-seño y de rendimiento de un controlador Proporcional-Integral-Derivativo(PID) y un Controlador Predictivo basado en modelo (MPC). Se ha notado que un controlador MPC es mejor que un PID en términos como el sobrepaso máximo (M p), tiempo se asentamiento (ts), tiempo de levantamiento (tr) y error en estado estable (ess) (Eliana Pena et al, 2008;Thomsen et al, 2010;Mapok et al, 2013;Salem and Mosaad, 2015).…”

“…Los controladores PID han producido resultados prometedores en procesos industriales, pero su rendimiento puede degradarse si las condiciones de funcionamiento de los sistemas varían de las condiciones de ajuste (Mercangöz et al, 2007;Afram and Janabi-Sharifi, 2014;Salem and Mosaad, 2015;Sawant et al, 2020). Por otro lado, el control predictivo es una técnica de control avanzado que generalmente es usado en procesos industriales que tiene como objetivo predecir comportamientos futuros del sistema modelado.…”