Kablosuz kontrol amacıyla geliştirilmiş bir proses kontrol simülatöründe sistem dinamiğinin teorik ve deneysel incelenmesi

Abstract

ÖzSistem tanımlama, proses kontrol çalışmalarının başarısını etkileyen oldukça önemli bir işlemdir. Sistem tanımlama için kablosuz proses kontrol simülatöründe deneysel ve MATLAB kullanımıyla teorik çalışmalar yapılmıştır. Kablosuz sıvı seviye deneylerinde öncelikle yatışkın hal deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sistem dinamiğini incelemek amacıyla sıvı seviye vana açıklığına basamak, PRBS ve kare dalga etkiler verilerek sıvı seviyesinin zamanla değişimi gözlenmiştir. Böylelikle açık hat dinamik deneyler gerçekleştirilerek sistemin özellikleri belirlenmiştir. Proses kontrol simulatörünün sıvı seviyesiyle, sıvı seviye kontrol vanası açıklığı arasındaki ilişkiyi verecek modelin bulunması için, farklı giriş sinyalleri (basamak etki, PRBS, kar dalga) uygulanarak sistem tanımlama yapılmıştır. Dinamik hal deneylerinde başlangıçta %10 vana açıklığında 100s çalışılarak sistemin yatışkın hale gelmesi beklenmiş, daha sonra sıvı seviye kontrol vanasına pozitif ve negatif etkiler verilerek deneyler gerçekleştirilmiştir. Sistem tanımlama deneylerinde sistemin birinci mertebeden ölü zamanlı modele sahip olduğu varsayılmıştır. Sistem tanımlama için sıvı seviye vanasına verilen etkiler (%10-%65) sonucu elde edilen çıkış değişkeni verileri kullanılmıştır. Bu amaçla giriş ve çıkış değişkenlerinin değerleri MATLAB 'Sistem tanımlama araç kutusu'na işlenerek ARIMAX model katsayıları (a1, a2, b0, b1, b2,c1 ve c2) belirlenmiştir. Teorical and experimental investigation of system dynamics in a process control simulator developed with wireless control purpose AbstractSystem identification is a very important process that affects the success of process control operations. For the system identification, the theoretical studies have been done by using experimental and MATLAB in the wireless process control simulator. First of all, steady state experiments were carried out in wireless liquid level tests. To investigate system dynamics, the liquid level was observed to change with time by step, PRBS and square wave effect on the liquid level valve openning. Therefore, open loop dynamic experiments were carried out to identify system spesifications. In order to determine correlation and to find the suitable model equation between liquid level and liquid level valve, system identification was done for diffrent input signals (step effect, PRBS and vawe square). In the dynamics state experiments, after the system was worked in steady state during 100 minutes when the valve is %10 open, positive and negative effects were given to the liquid level control valve. It was assumed that the system had a firstorder dead-time model in the system identification experiments. Output varaible datas obtained from the results of the effect given to the liquid level valve was used for the systen identification . Input and output datas were handled in to the 'MATLAB System Identification Toolbox' and then ARIMAX model coefficients (a1, a2, b0, b1, b2,c1 ve c2) were determined.