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Controladores preditivos não-lineares (NMPC) começaram a se difundir industrialmente no final da década de 90. Estes controladores permitem operar os processos industriais em regiões onde o grau de não-linearidade é elevado. Tal situação é encontrada em processos operando muito próximo de seu limite termodinâmico (colunas de destilação de alta pureza) e processos em que os pontos de operação são moderadamente não-lineares, mas possuem uma região de operação muito ampla (este é o caso de plantas de propósitos múltiplos, comumente presentes nas indústrias de segunda geração de pólos petroquímicos, onde uma mesma planta produz diversos grades de polímeros). Estes processos apresentam comportamento não-linear acentuado requerendo para a sua operação o emprego de uma estratégia de controle não-linear. Nestes casos, controladores preditivos lineares (LMPC) começam a ser substituídos por controladores preditivos não-lineares (NMPC).
A evolução do mercado mostra que controladores preditivos não lineareas tornar-se-ão cada vez mais necessários às indústrias, visto a crescente concorrência entre as empresas e o maior rigor dos órgãos ambientais que exigem os produtos com especificações cada vez mais restritas, tornando os processos mais não-lineares. Algumas empresas comercializam estes softwares, entre as quais se destacam o Process Perfect da Pavilion Tecnologies® e o Aspen Target da Aspen Tech®. Estes controladores consideram que o sistema possui uma parte dinâmica fixa aliada a uma componente de ganho variável, isto é, apenas a não-linearidade estática é compensada. Maiores informações sobre estes controladores, bem como outros disponíveis no mercado podem ser encontrados em [QB03].
O TriNMPC é o primeiro controlador preditivo não-linear comercial desenvolvido nacionalmente. Este controlador é capaz de compensar as variações estáticas e dinâmicas do processo. Os testes deste controlador foram realizados em 2004 nas plantas da PETROBRAS e BRASKEM. Num futuro próximo, este controlador será implantado em definitivo nestas empresas, constituindo-se na base do desenvolvimento de controle avançado das mesmas.
O algoritmo NMPC-LLT implementado no TriNMPC, apresenta uma série de vantagens frente aos seus concorrentes internacionais, o que já permite a sua penetração no mercado internacional. Dentre tais vantagens podem ser destacadas as seguintes:
- versatilidade de modelos: podem ser utilizados diversos tipos de modelos (fenomenológicos, redes neuronais, multi-modelos etc);
- facilidade de ajuste, pois utiliza um método de ajuste que leva em conta a controlabilidade da planta;
- baixos custos de implementação, por contar com mão-de-obra especializada que dá suporte e manutenção ao produto a um custo muito inferior ao cobrado internacionalmente;
- a versão linear do controlador é um subcaso da não-linear. Isto permite que o controlador substitua os controladores preditivos lineares sem perda nenhuma de eficiência computacional. Assim as empresas não precisam comprar e manter dois produtos diferentes. A seleção entre o tipo de controlador é feita baseada no tipo de modelo que é utilizado. Se for linear, apenas a primeira iteração é realizada; e
- suporte técnico rápido e eficiente.
O projeto fomentou a parceria entre a UFRGS+Petrobras+OPP+TriSoluitons. Essa parceria foi continuada em projetos posteriores e contribuiu para o surgimento da startup TriSolutions – Soluções em Engenharia empresa fundada em 2001 e que continua atuando no mercado nacional e internacional.