PT94609A - Metodo de controlo do processo de producao de negro de fumo e respectivo aparelho - Google Patents

Description

- 5 -

Sector técnico da invenção ^ A presente invenção refere-se a controlos de processo, e maia ispeeificamente, a controlos de processo para controlar a produção de negro de fumo.

Informação técnica anterior

Ha produção de negro de fumo ê conveniente contro lar determinados valores de variáveis de saída do negro de fumo, a fim de produzir negro de fumo com uma qualidade su-bstarcialmente consistente· Os valores das variáveis de saída de negro de fumo que são frequentemente o objectivo prin cipal do controlo são o índice de iodo e do DBP. Devido ao facto de os valores das variáveis de entrada e outros parâmetros físicos dos processos de produção do negro de fumo mudarem frequentemente enquanto o negro de fumo I produzido tem-se verificado que é difícil produzir negro cie fumo com uma qualidade substancialaento consistente. As variáveis de entrada cujos valores são frequentemente flutuantes durante os processos de produção de negro de fumo são, por exemplo, a humidade do ar e a qualidade do combustível. As flutuações nas variáveis do alimentação jjodem ter uma influência significativa nas variáveis de saída do negro de fumo, tais como o índice do iodo e/ou de DBF. De modo semelhante, outros parâmetros físicos não mensuráveis alteram-se frequentemente durante o processo de produção do negro de fumo, e também influenciam os valores das variáveis de saída do negro de fu mo, tais como o índice de iodo e/ou do DBF. nalguns métodos de produção de negro de fumo já co nhecidos, tomam-se as amostras do negro de fumo produzido a intervalos regulares, por exemplo uma amostra de poucas em poucas horas de operação. Depois medem-se em cada amostra o$ valores das variáveis de saída, tais como o índice de iodo e/ou de DBF. Em seguida, o operador ajusta uma ou mais variá 4 -

veis de entrada, tais como o caudal do material de alimentação, depois de cada amostra ser experimentada nos testes* 0 ajustamento feito pelo operador bxseia-se, geralmente, na sua própria experiência subjectiva oo& 0 método especial de produção do negro de fumo, a fim de tentar levar os valores das variáveis de saída, tais como o índice de iodo e/ou do 1)3!, novamente para os seus valores pretendidos.

Um problema com estes conhecidos métodos de contro lo da produção de negro de fumo reside em que as variáveis de saída do negro de fumo, tais como o índice de iodo e/ou do Pííl:, não são controladas durante os intervalos de tempo entre as amostras. Portanto, se as alterações dos valores das variáveis de entrada ou outros parâmetros físicos do ml todo de produção do negro de fumo levarem a que o valor das variáveis de saída, tais como o índice de iodo e/ou do jjBF saiam dum conveniente intervalo de valores, a alteração não será geralnente notada ate que se torne a amostra seguinte. C resultado disso ê que uma guantidace substancial do negro de fumo produzido pode não se enquadrar nas especificações exigidas pelo cliente. Ainda outro problema com os referido ? métodos conhecidos de controlo da produção de negro de fumo consiste em que tais métodos baseiam-se na análise subjecti*· va feita pelo operador, a fim de ajustar um ou mais valores das variáveis de entrada, com base nos valores das variávei 3 de saída medidos em laboratório. 33aí resulta que os ajustamentos dos valores das variáveis de entrada podem frequente mente variar entre os operadores e, por conseguinte, resultam numa qualidade inconsistente do negro de fumo produzido» 0 objectivo da presente invenção I, portanto, solucionar os problemas e eliminar as desvantagens dos conhecidos métodos de produção ãe negro de fumo.

Sumário da invenção . 3 - i A presente invenção refere-se a utd método de controlo da produção de negro de fumo num reactor para negro dti fumo e compreende as seguintes operações, que consistem em (a) se medir, em intervalos regulares, pelo menos uma variável de saída utilizada na produção de negro de fumo, enquanto o reactor de negro de fumo está a funcionar; (b) se empregar pelo menos um algoritmo para prever, a intervalos de previsão regulares, pelo menos uma variável de saída de negro de fumo, com base pelo menos na citada variável de entrada medida durante o intervalo de to^po referido; (o) se determinar, em intervalos de tempo médios, um vé. lor médio de pelo menos uma variável de saída prevista duraxi te o mencionado intervalo médio; o (d) se ajustar, em intervalos de tempo regulares, pelo menos uma das variáveis de entrada utilizando a diferença ei. tre o valor médio de pelo menos uma variável de saída de negro de fumo prevista e um valor pretendido da referida varit. vel de saída enquanto o reactor está em funcionamento, para se obter o valor desejado da mencionada variável de saída, a fim de se alcançar uma qualidade substancialmente consistente do negro de fumo. 0 método da presente invenção compreende ainda, preferivelmente, as seguintes operações;- (a) se fazer a amostragem, em intervalos de tempo de amostragem regulares, do negro de fumo produzido, durante o funcionamento do reactor de negro de fumo; (b) se medir pelo menos uma variável de saída a partir da amostra de negro de fumo, enquanto o reactor de negro de fumo está a funcionar; e (c) se ajustar pelo menos um algoritmo mediante a utilização do valor medido de pelo menos uma variável de saída, a ô **

a fia de prever mais correctamerte a referida variável de salda. lama forma de realização da presente invenção» pelo menos um variável de saída prevista é o índice de iodo, e a variável de entrada ajustada a intervalos de tempo rega lares ê o caudal do material de alimentação. luma outra for ma de realização da presente invenção, pelo menos um valor de variável de saída previsto é o BBP, e a variável de entra da ajustada ê o caudal da solução de aditivo de potássio.

Buma outra forma de realização da presente invenção, pelo menos um algoritmo e ajustado pela utilização de uma media pesada da melhor avaliação da variância do erro dos valores previstos para a variável de saída do negro de fumo durante o período em que toma a amostra de negro de fu mo, e a variância do erro do valor medido dessa variável de saída* Pelo menos ua algoritmo ê preferivelmente ajustado me diante também o emprego de pelo menos m segundo algoritmo, para determinar um valor optimo calculado da variável de sa;t da» 0 cálculo optimo da variável de saída 'baseia-se na média pesada das variâncias de erro e na diferença entre o valor medido da variável de saída e o valor médio da variável de saída prevista durante o período em que se retira a amostra. Ã presente invenção também se refere a um aparelho para controlar a produção de negro de fumo num reactor para negro de fumo. O aparelho compreende meios de medição para medir, em intervalos de tempo regulares, pelo menos uma variável de entoada utilizada na produção de negro de fumo, eu quanto o reactor de negro de fumo está em funcionamento* âíeios de computação são acoplados aos meios de medição para preverem» em intervalos. de tempo regulares, pelo menos uma variável de entrada de negro de fumo consoante pelo menos un algoritmo que usa a citada variável de entrada medida durante o referido intervalo de tempo regular. Os meios de compu-·

tação determinam ainda, em intervalos de tempo regalares, •um valor médio de pelo menos.ama variável de saída prevista por todo esse intervalo de tempo* 0 aparelho compreende ain da meios de ajustamento, acoplados aos citados meios de com putâçao, para ajustarem, em intervalo regulares de tempo, pelo menos uma· variável de entrada. O ajustamento baseia-se na diferença entre o valor médio de pelo menos uma variável de saída prevista, durante o intervalo de tempo médio, e um valor pretendido para a mencionada variável de saída, a fim de se obter esse valor.pretendido enquanto o reaetor está em * funcionamento, para se alcançar uma qualidade substancialmen te consistente do negro de fumo.

Itea outra forma de realização da presente invenção, -oaparelho compreende ainda meios de amostragem para a obtenção de amostras, em intervalos regulares de tempo, do negro de fumo' produzido enquanto o reaetor de negro de fumo está em funcionamento, de forma que pelo menos a citada variável de· saída pode ser medida no láboratério. Os meios de computação respondem ao citado valor medido de pelo menos uma variável de saída, para ajustarem pelo menos ,© referido -valor medido de-pelo menos um,a variável de saída, a fia de prever mais correctamente a mencionada variável de saída.

Portanto, o método e o aparelho da presente inven ção compensam as alterações nas variáveis de entrada e outros parâmetros físicos do método de produção de negro de fumo ei. quanto o reaetor de negro de fumo está em funcionamento, a fim de produzir negro de fumo com uma qualidade substancial-mente consistente. Através da medição, a intervalos de tempc regulares, de pelo menos um valor de variável de entrada, previsão em intervalos- regulares de tempo de pelo menos um valor de variável de saída com um algoritmo que utiliza pelo menos a citada variável de entrada, cálculo das médias, efectuado a intervalos de tempo regalares, das variáveis de 8 -

saída previstas» e depois ajustamento, em intervalos de temj regulares, da variável de entrada mediante a aplicação do vj. lor médio previsto da variável de saída» o método e aparelhe da presente invenção produz negro de fumo.de qualidade substancialmente consistente* De modo semelhante, pela amostragem de negro de fumo, produzida em intervalos de tempo regu lares» pela medição de pelo menos uma variável de saída a partir da amostra de negro de fumo, e pelo ajustamento de p€ lo menos um algoritmo mediante o uso do referido valor medido, com método e aparelho da presente invenção pode-se prever» com mals exactidão, © valor da variáigel de saída, e assim produzir negro de fumo de qualidade substancialmente goíl sistente.

Outras características e vantagens da presente invenção tornar-se-ã© evidentes perante a seguinte descrição pormenorizada e os desenhos, aos quais ela faz referência*

Breve descrição dos desenhos A Figura 1 ilustra esquematicamente um exemplo dum reactor de negro de fumo de fornalha* no qual pode empregar o método de controlo do processo de produção de acordo com a presente invenção, •Â Figufa 2 ilustra esquematicamente os componente£i da aparelhagem (hardware) do método*de controlo do processo de produção consoante a presente invenção, A Figura 3 I um fluxograma que ilustra conceptualmente os procedimentos no método de controlo do processo de acordo com a presente invenção* para controlar o índice de iodo e/ou o DBF. Á Figura 4· ê um fluxograma que ilustra conceptual-mente os procedimentos dos métodos de controlo distribuído da Figura 2, na previsão do índice· de iodo e do DBF de acor - 9 - do com a presente invenção

A figura 5 é um fluxograma que ilustra conceptual-mente os procedimentos do método de controlo distribuído da figura 2, para o ajustamento do caudal de material de alimen tação e o caudal da solução aditiva de potássio, para se alcançar o índice de iodo pretendido e o DBP pretendido, res-peetivamente, de acordo com a presente invenção* A figura 6 ilustra esquematicamente um algoritmo PID empregado de acordo com a presente .invenção, para ajustamento do novo caudal de material de alimentação e do novo caudal de solução aditiva de potássio, a fim de se obter o índice de iodo pretendido e o BBP pretendido, respectivamen te* A figura 7 ® um fluxo grama que ilustra conceptual-· mente os procedimentos do controlador do método da figura 2, para ajustamento do algoritmo do índice de iodo e do algoritmo do BBP, no fim de cada período de tomada duma amostra ck negro de fumo de acordo com a presente invenção*.

Descrição detalhada:- 0 método de controlo do processo de negro de fumo da presente invenção compensa as variações nos parâmetros f j sicos num reactor de negro de fumo mediante o ajustamento duma ou várias variáveis de entrada do processo, a fim de controlar uma ou várias variáveis de saída do processo, e assim produzir negro de fumo com uma qualidade substancialmente consistente* As variáveis de saída de negro de.fumo, que são controladas, são, por exemplo, o índiee de iodo e/ou O BBP. la figura 1, ilustra-se esquematicamente um exemplo dum reactor de negro de fumo com fornalha, em que se pode empregar o método de controlo do processo de acordo com a ο

presente Invenção. 0 reactor de negro de fumo representado ê um reactor de três andares, que compreendem uma zona de combustão, uma zona de injecção do material de alimentação e uma zona de reactor♦ Beve-se notar, contudo, que o método de controlo do processo de acordo com a presente invenção p.> de sér utilizado com qualquer outro tipo de reactor de negro de fumo ou processo de produção de negro de fumo em que um material de alimentação de Márocarboneto e submetido a uma pirólise com gases quentes de combustão, a fim de preparar produtos de combustão contendo negro de fumo em partículas. la zona de queima do reactor, na Pigura 1, faz-se reagir um combustível líquido ou gasoso com qualquer tipo de oxLdante apropriado, de preferência ar, a fim de formar os gases que: 1 tes de combustão* Os gases de combustão resultantes são descarregados da extremidade a jusante da zona de queima e são obrigados a passar, a uma alta velocidade, pela zona de in-jecção do material de alimentação. Um material de alimenta ção de hidrocarboneto, que na forma gasosa, ou de vapo:? ? ou dum. liquido, o qual pode ser igual ou diferente do combuij tível usado para formar a corrente de gás de combustão, I i:i jectado na corrente de gás de combustão dentro da zona de in jecção do material de alimentação, apôs o que ocorre a piro*· hidrocarboneto. A mistura reaccioral de material de alimentação e gases de combustão I depois descarregada na zona do reactor, onde decorre o acabamento da formação das partículas de negro de fumo. iSm seguida, a mistura reaacional e submetida a uma têmpera de arrefecimento rápido com um líquido apropriado, geralmente água, na extremidade da zona do reactor, para terminar a reacçao de formação das partículas de negro de fumo* Depois, a mistura reacclonal á arrefecida mais ainda e as partículas de negro de fumo sólidas são co-lectadas duma maneira já conhecida pelos especialistas nes ·' ta técnica

As variáveis de entrada que são analisadas pelo aji todo de controlo do processo de regro de fumo de acordo com a presente invenção estão também ilustradas esquematicamente na Figura 1. As variáveis de entrada são, cada uma delas, me didas antes da inòecçâo, para a zona de combustão ou zona de injecção do material de alimentação. As variáveis de entrada incluem o caudal do material de alimentação, o caudal de combustível, o caudal de ar, a temperatura de pré-aquecimen to do ar, a humidade do ar, a qualidade do gás ou de outro combustível da primeira fase, a qualidade do material de alá mentação e/ou o caudal da solução aditiva de potássio* geral mente, apenas' algumas das variáveis de entrada podem ser cor. troladas com exactidão, a fim de controlar uma ou várias das variáveis de saída do negro de fumo, tais como o índice de iodo e/ou o DBF. típicas variáveis de entrada controladas são o caudal de material de alimentação, ô caudal de oombus tível, o caudal de ar e/ou o caudal de solução aditiva de potássio.

Numa forma de realização da presente invenção, no método de controlo do processo calcula-se um índice de iodo previsto ), em intervalos de tempo regulares, por exe|m pio, de 1 em 1 segundo ate de 10 em 10 segundos. Os índices de iodo previstos são calculados por um algoritmo que se baseia, em parte, nos resultados dos ensaios empíricos para qualquer determinada geometria de reaetor de negro de fumo, em que o método de controlo do processo é utilizado* Os índices de iodo previstos são depois transformados num valor médio (I^Iío ·&%ο) PGr determinados intervalos regulares áe tempo, por exemplo de 2 em 2 minutos. Oom. base nos índices de iodo médios previstos, uma variável de entrada calculada, tal como um caudal de material de alimentação, é automaticamente ajustada, para se obter 0 índice de iodo pretendido

Portanto, pode-se produzir negro de fumo com um qualidade substancialmente consistente, a despeito das alte

rações nas variáveis de entrada mensuráveis do reactor de negro de fumo, tais como alterações na humidade do ar e/ou alterações nas variáveis de entrada calculadas, tais como a qualidade do combustível*

Be acordo com um exemplo da presente invenção, em prega-se o método de controlo do processo com um reactor·de ' I ft três zonas, conforme se encontra ilustrado esquematicamente na Figura 1* O reactor exemplifioativ© emprega um material de alimentação de ale© do tipo hidrocárbonéto ou combustível de gás natural* Deve-se entender, no entanto, que o método de controlo do processo de acordo com a presente invenção pode ser aplicado igualmente com qualquer outro tipo de geo~ metria do reactor, e qualquer outro tipo de material de ali mentação &/ou combustível. Os índices de iodo previstos podo: ser calculados (X^SO.^) de acordo com o algoritmo àe índice de iodo seguinte.*

Ci) ι2κ°# * w*m-* κΛο + n*im + kA&$ * - . + ES*âH. kEQ 4 '

Os valores constantes do algoritmo são empiricamente determinados para determinadas geometrias de•reactor de negro de fumo. Por exemplo, as constantes de algoritmo para um reactor de três zonas, conforme está ilustrado na

Figura 1, poderiam ter valores diferentes dos das constan- » tes do algoritmo para um reactor de duas zonas (não ilustra do).· As constantes do algoritmo são definidas do seguinte modo HO - constante da combustão global; HA — constante do caudal de arj KP - constante de combustão primária;

Kl - constante da temperatura de pré-aquecimento do ar; EE - constante da humidade do ar;

ΕΟ - constante da intereepção do A seguir definem-se as variáveis de entrada de al:. mentaçãoí- 0A0 - combustão geral [%] > PO - combustão primaria [%]; ΑΙβ - índice da combustão do ar [k s C F ifj 5 CA-2 - temperatura de pre-aquecimento do ar de combustão °3? $ AI* - humidade absoluta do ar [llbras/água/mil libras de ar seco] *

As variáveis de entrada de alimentação sao determinadas pela medição de certas variáveis de entrada do reaei ;or de negro de fumo, com instrumentos de medição, enquanto o reactor está em funcionamento» I&ediatameate apés a medição das respectivas variáveis de entrada, as variáveis de entrada da alimentação são calculadas cõm base nas seguintes equa (2) PG - & 100

GáS * A$BG na qual AIB ê 0 caudal de ar [eSGFHJ (padrão de pés cúbicos por iio-ra, .em milhares) í ' GAS é q caudal de gás [jCBGF Jj 5 e

A$BG é a proporção de ar para o gás de queima [SGF ar/S0F gásj a qual é um valor esteQuiomêtrieo da quantidade de ar necessária para queimar totalmente o correspondente volume de gás»

Se 0 reactor de negro de fumo empregar um tipo de combustível diferente de gás, por exemplo, um combustível de hidrocarboneto líquido, então o caudal desse combustível se-

ria indicado na equacçao (2), em vez do caudal de gás (GAS). e nas outras equacções descritas a seguir* onde surge também esse termo. Analogamente, o A2BG seria substituído, nas mes-· mas equacções, peia proporção do valor estequiomltrico da quantidade de ar necessária para queimar completamente a cor respondente quantidade de combustível do tipo utilizado. De modo semelhante, se o reactor de negro de fumo utilizar qual. quer agente oxidante apropriado, diferente do ar, então o caudal do referido agente oxidante seria indicado na equae-ção (2), em vez do caudal de ar (AIR), e nas outras equaeçôfss indicadas mais adiante, onde surge também o termo. (3) OAC * ——r-— -— ---- s 1QQ,

GAS * A1BG + G3X * ATBO na qual AIR e o caudal de ar [iSCFlfj j GAS ê o caudal de gás [ksGM] \

A'TBG ê a proporção de ar para gás de combustão [SOF ar/SOF gá^ j OIXi e o caudal de alimentação de hidrooarboneto líquido ga-· lões/hora $ e Αϊ’ΒΟ I a proporção de ar para óleo de combustão jjíSOF ar/ga-· Ião 'de óleo], a qual e o valor estequiomátrico· âa quas,-· tidade de ar necessária para queimar completamente o cor respondente volume de óleo (um valor típico é cLe cerca de 1,54 KSGF/galão de óleo).

Be o reactor de negro de fumo empregar um material, de alimentação diferente dum material do tipo de hidrocarbo-neto líquido, tal como um material de alimentação de hidro-carboneto gasoso, então o caudal desse material de alimentação seria indicado em lugar do caudal de material de alimentação de óleo (GIL), e nas outras squacções descritas a se- - 15 -

guir, onde esse termo também ocorre* Se maneira similar, o A2BQ seria substituído, nas mesmas equaeçÕes, pela proporção do valor estequiométrico âa quantidade de ar necessária para queimar completamente a correspondente quantidade de outro tipo de material de alimentação empregado, 0 caudal de ar (AIE) e o caudal de gás (GAS) elo medidos sequencialmente, -por. meio de instrumentos de'medição conhecidos, antes da injecção na zona de combustão do reac-tor de negro de fumo* Os medidores de gás e de ar são, de preferência, medidores do tipo de orifício,: que compensam as variações nas pressões de caudal e nas temperaturas na produção de sinais de caudal* 0 MBS e calculado, preferivej mente, com base na composição do gás de entrada, medida por um eromatÓgrafo de gás (não ilustrado). Pode-se empregar o cromatografo de gás, quer para determinar a composição do gás, periodicamente, em sequência linear, ou periodicamente fora de sequência. Baseado na composição do gás aetualizada, o valor MBS I ajustado de forma correspondente, Be forma se melhante, a medição da densidade específica do gás usado pelo medidor de gás e também ajustada de modo correspondente, com base na leitura da composição do gás efeatuada pelo cro* matágrafo de gãs* se o cromatágrafo de gás medir a composição de gás sequencialmente, ele tem'geralmente a capacidade de aetualizar o valor A2BG dentro do intervalo compreendido entre, pelo menos, cada 2 e cada 10 minutos, aproximadamente, Por outro lado, o ASBO não pode, usualmente, ser medido e actualizadõ em sequência linear* Portanto, o valor A2B0 ê, de preferência, medido em laboratório, para cada grau especial de material de alimentação ou misturas de materiais de alimentação. 0 valor de MBO poderia ser actualizadõ, por exemplo, antes de um ciclo de produção ou mesmo uma vez em vários mêses* 0 caudal do material de alimentação (OXL) I medido, - 16 -

preferivelmente, por um medidor de fluxo do tipo Goriolis, que mede o caudal de massa de material de alimentação, geralmente em libras/hora, e a densidade do material de alimentação, antes da injecção na zona do reactor destinada à irgec-ção do material de alimentação. 0 caudal de material de alimentação é, preferivelmente, transformado num caudal volume· tricô corrigido, expresso em galões/hora (gal./hr). A temperatura do pré-aquecimento do ar de combustão (GA;I) é medida por um acoplador térmico, imediatamente antes da entrada na zona de combustão do reactor* A humidade 'absoluta do ar (AH) I medida por um sensor de humidade dum tipo conhecido na têc nica, e é expressa em unidades de libras de água/mil libras de ar seco. As medições da humidade absoluta do ar são, de preferência, utilizadas para duas finalidades primárias. Uma finalidade consiste em obter uma variável de entrada de alimentação actuaiizada‘ (AH) para o algoritmo do índice de iodo. A outra finalidade ê a de se ajustar o caudal de ar (AIR) de pendendo da humidade absoluta do ar medida (AH), para manter um caudal de ar seco substancialmente constante, que entre m zona de-combustão do reactor* Um algoritmo BID (algoritmo de controlo proporcional, integral, ou derivado), dum tipo jã conhecido na técnica é utilizado, preferivelmente, para o ajis tamento do caudal de ar, dependendo das leituras actuaiizadaa da humidade absoluta do ar» a fim de compensar a quantidade de humidade no ar e assim manter um caudal de ar seco substaji cialmente constante. -

Os valores constantes do algoritmo de índice de iodo (equacção (1)) são determinados de acordo com um conhecido me todo de identificação do processo, mediante a aplicação de uma análise de regressão, e são estabelecidos para certos ti-f pos de geometrias de reactor de negro de fumo. Portanto, os valores das constantes são, provavelmente, diferentes para gèo metrias de reactor substancialmente diferentes. Um sistema eo 17 *

nhecido “B3/1", de “software n18/ezplore" © o qual inclui, o.s seguintes componentesí-"BS/discovern, vendido pela BBS Software

Products Gorporation} de Oambridge, lassachusetts, ê utilizado, de preferencia, para a execução do procedimento de análise de regressão. O “software BBS'1 pode ser usado com um minicomputador YAI, fabricado pela empresa Digital Equipment Corporation, de Maynard, Massachusetts* Q “software BBS" facilita a implementação de operações de desento industrial experimental, que são conhecidas pelos especialistas nesta téeniea, assim como operações de análise de regressão, tambim conhecidas pelos técnicos, e imo I necessário, mas simplesmente proporciona ura meio conveniente para a realização das mencionadas operações*

Quando se realiza a operação de análise de regressão, as variáveis de entrada e de saída no processo de produ ção de negro de fumo são identificadas. As variáveis de entra da em relação ao índice de iodo são, por exemplo, as ilustradas na Figura 1, incluindo o caudal de material de alimentação, o caudal de ar, o caudal de combustível, a temperatura de pré-aquecimento do ar e a humidade do ar, a qualidade do combustível (ΑΪΒ6) e a qualidade do material de alimentação (A2BO). A variável de saída © © índice de iodo (Ι^,ίΐο.}* Com base nas- variáveis de entrada e na variável de saída identificadas, concebe-se uma série de experiências para identificar os parâmetros dos algoritmos mediante o emprego preferen ciai do “software BBU“ num minicomputador YAX. Á serie de en saios ê então efeetu&da num reactor de negro de fumo tendo o tipo de geometria de reactor, para a qual será utilizado o algoritmo* Portanto, a operação de análise de regressão proporcionará provavelmente valores constantes, que todavia têm va lores diferentes para diferentes tipos de geometrias de reac tor. Durante Os ensaios, em fases diferentes, fazem-se alterações nas variáveis de entrada, duma maneira prescrita pelos 18 - s

ensaios pretendidos* Baseado nas experiências, recolhe-se um conjunto de dados de entrada e correspondentes dados de saída. A operação de analise de regressão ê então realizada no conjunto de dados, a fim de identificar as constantes* empiricamente estabelecidas, do algoritmo do índice de iodo (equiç çao (1)).

Be acordo com um exemplo da presente invenção, decorrente da operação de análise de regressão acima descrita, determinaram-se empiricamente as seguintes constantes para uma geometria de reaetor de três zonas, semelhante ao reacto: ilustrado esquematicamente na Figura 1;- ' EG = 12,5 Kf * 0,G94 KP * -0,12$ En * 0,258 KA * 0,184 KO =» -201 (aproximadamente).

Portanto, de acordo eom uma forma de realização da presente invenção, as variáveis de entrada necessárias p&ra determinar as variáveis de entrada de alimentação do algoritmo do índice de iodo (equacçã© (1)) são medidas uma vez em cada segundo, im seguida, com base nessas medições, 0 algoritmo de índice de iodo ê resolvido uma vez em cada segundo, a fim de produzir um novo índice de iodo previsto Depois, em intervalos de tempo regulares, por exemplo de 2 em 2 minutos, os índices de iodo previstos calculados durante 0 referi do intervalo de tempo são convertidos num valor médio (XgJSò. j^Yq) · Uma variável de entrada, tal como 0 caudal de material de alimentação (GIL), e depois automaticamente ajustada no fim de cada intervalo médio de tempo, dependendo da diferença entre o índice de iodo médio previsto (IgKo.^y^) e 0 ^-21¾ ee de iodo estabelecido ou índice de iodo desejado ÇlpNo.ftfiA»), a fim de alcançar 0 índice de iodo pretendido. Deve-se notar no entanto, que uma ou várias outras variáveis de entrada, tais como a variável, de entrada AIR e/ou GAS, podem ser ajujs taâas, em vez do caudal de material de alimentação (OXL), a

fim áô alcançar o índice de iodo pretendido 1 relação entre o índice ae iodo e ο OAG é a relação de ajustamento primário· Q OAG 4 uma variável de controlo calculada, oposta a uma variável decontrolo medida· Gonfor me será descrito mais adiante, a equacção que define a OAG inclui, como seus termos, as variáveis AIB, GAS e OH?* Por consequência, com base na relação entre o índice de iodo e a OAG, as alterações apropriadas na variável de controlo medida preferida GIL podem ser derivadas para se obter o índice de iodo pretendido (lpIo.anAT)· 0 caudal de material de alimentação (OIL) e a variável de entrada preferida para o controlo, porque, por uma razão, ela parece apenas nua termo do algoritmo dò índice de iodo ©, portanto, a operação de ajustamento pode ser relativamente simples e directa. 0 novo caudal de material de alimentação (OIL nQV0 >, que á necessário para se conseguir o índice de iodo pretendido (IgUo.çQ^), ê avaliado com base na seguinte relação entre o índice de iodo e a ÕAGt-

(4) Δ l2Io· * EC*A OAG na qual A Ig^° ® 0 índice de iodo IpNo. Γ4Ω&Τι menos a média em dois minutos (ou outro intervalo de tempo- regular) do £n dice de iodo, ' Aio) » Δ OAG 4 a nova variável OAG (Ο10Ώον&) exigida para se obt«j? o índice ΙρΗο»βΩΑΤ[ menos a média ea 2 minutos da variável medida OAG (OAC^q); e KO e a constante de combustão geral, do algoritmo de ín dice de iodo. A equacção (4) 4 adaptada a partir da derivada par ciai do algoritmo do índice de iodo (equacção (1)) em relação à variável OAG· 0 novo caudal de material de alimentaçao (QI3i - 20 novo

) e então determinado com base nas seguintes equaeçães:- (5) 0A0 novo

(6) OAC ΔψΟ'~WT~ 100

GAG *

A?GiSâVG novo m 100

GÂSatg * MBG +. 0¾ * iVFôQ

As equaeçdes (5) e (6) são então resolvidas para

variável OIL «n** oomo se segue:-[ 100 * km

MG ,] -

[A2B0* (Δ32»θ·/χο + <^0ATO) ] GAS,™ * ár£BG ÂTC~ USD

Gonsequentemente, a variável pode então ser calculada de 2 ©m 2 minutos (ou noutro intervalo de tempo re guiar) utilizando-se a média dos índices de iodo previstos , calculada durante esse intervalo de tempo médio» e o caudal de material de alimentação (011) pode então ser automaticamente ajustado a fim de se obter o índice de iodo ^2®°*GQâX* 0 método de controlo do processo de produção de ne gro de fumo de acordo com a presente invenção possui uma oa-racterística adicional, uma operação de medição em laboratório, fora de sequencia.. Em intervalos de tempo regulares, en quanto o reactor de negro de fumo está em funcionamento, retiram-se amostras do negro de fumo produaido e mede-se o índice de iodo de cada amostra (ΙρΗο^,^) por meio de técnicas já conhecidas. Determinam-se o índice de iodo medido (l2Ho. LÂB) e o desvio-padrão conhecido (SBTijm), em conjunto com a média e o desvio-padrão (8B ) dos índices de iodo previstos (IglO* ) para o período de tempo ea que se retirou, a amostra do índice de iodo medido o desvio-padrão do en saio (8ΒΤιΑ·β) β o desvio-médio e desvio-padrão (SDp) doS í»uj 21 -

ces de iodo previstos (IgJfo. )* o constante de intercepção do método (10) dò algoritmo do índice de iodo (equaeção (1)) ê ajustada, a fim de se calcular um índice de iodo previsto mais exactamente conforme será descrito mais adiar te, com pormenores» Assim, de acordo com a presente invenção, a própria exactidao do algoritmo (equacçto (1)) do controlo do índice de iodo pode ser sistematicamente verificada em re lação ao índice de iodo medido em relação ao índice de iodo medido no laboratório (XPlfo*Tim) e aperfeiçoada, enquanto o reactor de negro de fumo está em funeio namento... A caracterís tica. de amostragem fora da liriba dá presente invenção comper. sa, portanto, as perturbaçBes nlo medidas do reactor de negro de fumo, que nlo são usualmente avaliadas ou não podem ser avaliadas, ao contrário das variáveis de entrada mensuráveis, conforme rjá foi acima descrito*

Pe acordo com a presente invenção, um algoritmo de filtro, de preferência um algoritmo de filtro de Kalman é ajli cado para mudar a intercepção do método (ICO) do algoritmo do índice de iodo. A intercepção do método (10) é mudada com ba se no índice de iodo medido (¾^¾^) ® 03 índices de iodo previstos (l^Eo.p) determinados durante o intervalo em que se retira uma amostra do negro de fumo, a fim de levarem o algo ritmo do índice de iodo a predizerem mais correctemente os índices de iodo» 0 índice de iodo da amostra do negro de fumo (Í2®°*MíP ® me^do duma maneira iá conhecida dos especiu listas nesta técnica, por exemplo por um método volumétrico de titulação da amostra de negro de fumo com uma solução de iodo* 0 ensaio sobre o índice de iodo é, preferivelmente, roa lisado de acordo com o teste sobre o índice de absorção do iodo indicado pela designação AS$M í P1510-85. 0 intervalo de tempo de amostragem quando a amostra de negro de fumo é' retirada, fica geralmente entre cerca ãe 2 a 20 minutos.

Be acordo com a caracteristica de amostragem da p:?e

sente invenção determinam-se. a melhor estimativa da variâmcifi de erro dos correntes índices de iodo previstos (Yjp) e a va riância de erro do índiee de iodo medido no laboratório, (V^). A variância de erro I o quadrado do desvio-padrão do índice de iodo. Portanto, Yj^ e o quadrado do desvio-padrão (SBTa-R) do índice de iodo medido no laboratório em relação ã amostra do negro de fumo (I2 Κά.Τί^) . Devido ao facto de que, geralmente, torha-se apenas um índice de iodo medido em laboratório (12®°*χ,£β) durante cada período de tempo de amostragem, YT£ é essencialmente uma constante que é determinada por mei dum estudo separado em laboratório sobre a precisão ou a capacidade de reprodução do índice de iodo medido, estudo esse que já pertence ao estado da técnica. Υγτ e, portanto, geral}· mente aetualizado periodicamente, por exemplo uma vez em alguns meses, ou quando existe uma mudança no método de determinação do índice de iodo medido no laboratório . Υ^Ρ 1' a melhor avaliação da variância de erro do índice de iodo previsto correntemente (Iplío.^), conforme será descrito pormenorizadamente mais adiante. Y™, e são assim, cada um deles, indicações das incertezas nas próprias determina-ÇÕes do respectivo índice de iodo. Com base nas variâncias de erro, Y^p e Yjr» um ganho de filtro Kalman de índice de iodo (lí^), o qual, conforme será ainda descrito a seguir, I depois usado para actuali zar a intercepção do método (EG) do algoritmo de índiee de iodo, e determinado da seguinte forma Y(8) Ep »

IP

Y

IP

Th 0 ganho do filtro Ealman (E^) é, portanto, essenci-· almente, uma media pesada das variâncias de erro (Yjp e 1 cada uma das quais reflecte o grau de variação em duas medi coes usualmente ruidosas °*p e J2 Ho*LAB^ A I2¥q.d e a 23 -

^2^°'LÁB 5®'° S®ra3.men.te diferentes* Portanto, o ganho do filtro Eàlman (Kj) ê, de facto* um coeficiente de pesagem baseado numa informação estatística a respeito da confiàbilidade das duas medições diferentes, Í2®0*p e 0 il34; ca'qual e á medição mais èxaeta* Por exemplo, sê = 1, então existe uma variância de erro desprezível no índice Iglo IiAB* e se -1½ " 0, então existe uma variância de erro desprezível no índice.I0Io.«

2 P

Com base no ganho do filtro Iialman (K^), emprega--se um algoritmo de filtro Kalman para determinar um novo £n dice de iodo calculado õptimo (lo®o.„rnFpr.), da seguinte ma-neira:~ (9) I2^o*pIIiSRo ~ I21-°*n?6 * )

X2ho‘AYG na qual ~2^°*AVG ® a m^dia dos índices de iodo previstos (* S) durante o período de tempo em que se tomou a amos-·- P tra.

Depois, com base no novo índice de iodo calculado opuimo (^2^*pxx,3íro^* cepção do método (EOg da seguinte, f orma ί α alcula-se uma nova constante de inter para o algoritmo do índice de iodo (10) ICO.,

VELHA + ~ I2à0*AVC

Deve-se notar que uma alteração de um ponto, por exemplo, na constante de intereepçao do sistema (110). corresponde a uma alteração dum ponto m índice de iodo e, portanto, ©s índices podea ser direetamente substituídos na equac- ção (10) para resolver a K0Fw^*. Gonsequentement e, a constar. te de intereepçao do sistema (KO) ê ajustada, índiee de iodo medido no laboratório (I?Bo.Ttà cada vez que o ) fiea disponí ' · 24 -

vel, a fim de tornar mais correcto o algoritmo do índice de iodo (equacção (1)).

Yoltando as variâncias de erro, o melhor calculo verdadeira variância de erro corrente do índice de iodo previsto (Vjp(K·4-1)) no intervalo de tempo (K-t-l) e que, conforme será descrito mais adiante, se empregar para determinar o ga nho do filtro Kalman (K^) ê determinado da seguinte formaj- (11) YjgCK+l) - Yie(E) -5* fmÇE+l) na qual

Vjp (K+l) ê o melhor cálculo da verdadeira variância de erro corrente do índice' de iodo previsto corrente (l^Ko* ) no intervalo de tempo (K+l); ¥rP(E) é a variância de erro do anterior cálculo de índice da ioto óptimo m ^B^ervâí° de bempo (iQ;

Yj, (K+l) é a variância de erro dos índices de iodo previstos (Iglo. ) no intervalo de tempo (Κ-:Ί), medida durante o último período de tempo de amostragem. O novo ganho de filtro Kalman (£τ'(ίί·;*1)) I então de terminado a partir das variâncias de erro dos índices de iod<|> previstos correntes (I^Uo. ) e do índice de iodo corrente me dido no laboratório (IgKo.^)r da seguinte maneira;- YTP(E+1) [YIp(M) + Yjj.fK+D] (12) KT(K41) -.....χΈ - rThKSXV'IL/ Q a vari^n°ia de erro do índice de iodo corrente medido no laboratório (I2no.T[Ã-R) e define-se do seguinte modoí- (1$) Yj-ÍK+l) » Γ^Ρτ,ΑΏ/1°θ1 « FBB^b ® a percentagem do desvio-padrão do ensaio

de índice de iodo conforme I determinado por um estudo de pre cisão ou de capacidade de reprodução, dá conhecido da técnica.

Portanto, o novo ganho óptimo do filtro Kalaan (Kj (K+l)) I substituído na equacção (9) acima, para resolver o novo índi ce de iodo previsto óptimo (IgEo*pjt^q) * 0 índice fnfiO ® ®ηΐ&0 substituído na equacção (10) acima indicada, para resolver a nova constante de intercepção do sistema (1ζΟ^Ό_ ^), a fim de levar o algoritmo do índice de iodo a predizer mais correctamente © índice de iodo. A variância de erro do novo índice de iodo calcula do óptimo (Vj|,(K4·!)), a ser usado na dei terminação da V^K+lQ no fia do período de tempo da amostragem seguinte (?rg(K) aa equacção (11) acima indicada) é então calculada da seguinte maneirat-

De acordo com uma outra forma de realização da pre sente invenção, o método de controlo do processo é empregado para controlar a estrutura do negro de fumo. A estrutura do negro de fumo é geralmente avaliada em laboratório por meio dum índice de absorção de dibutil-ftalato (ηΒΒΡκ) indicado pela designação ASSàí- B2A14~86* 0 valor áo i)BP I, portanto, uma indicação sobre a estrutura do negro de fumo* fodavia, existem outras medidas adequadas da estrutura do negro de fu mo, que podem·igualmente ser controladas pelo método de controlo do processo de acordo com a presente invenção. Uma for ma de controlar o DBP ê através da in^ecção duma solução aditiva de potássio (K+3), 3a conhecida na técnica, preferivelmente no material de alimentação antes de introduzir 0 referi do material de alimentação na zona de injecção de material d0 reactor. â solução aditiva de potássio (E+3) I depois dispersa na mistura reaccional na zona do reactor, e assim tem o efei- - 26 - 0U*tvk to duma earga ioniea sobre as partículas do negro de fumo já formado. Portanto, geralmente,se se injectar uma solução adij* tiva de potássio (Ií+S) com uma concentração mais elevada, no material de alimentação, então baverá a tendência para menos agregação entre as partículas do negro dô fumo formado.

De' acordo com a presente invenção, os valores de SB? previstos (DBPp) são calculados em intervalos de tempo regulares,. por exemplo em cada 1 a 10 segundos. Os valores de DBP previstos' (DBy são calculados por meio dum algorítmjj de DBP, que se "baseia, em parte, nos resultados de ensaios ea píricos para qualquer determinada geometria do reaetor de ne gro de fumo, em que se empregar o método de controlo do processo. Calcula-se depois a media dos valores do DBP previsto^ durante intervalos de tempo regulares, por exemplo de 2 ea 2 minutos (1)3ϊΑ¥(Ρ · Com Base na media dos valores do DBP previb tos uma variável de entrada controlada* tal como o caudal da solução aditivo de potássio (f.+S) ê automáticamen te ajustada para se obter o valor de DBP desejado

COilL ).

Os valores do DBP previstos (DB'Pp) podem ser ealcu lados de acordo com o seguinte algoritmo do DBP: (15) DBP * (164,9 - 17,3 * X)*? para 0_ X _ 1 ir (16) BBP * (147,6 - 17,3 58 ln(X))*P para X 1 nas quais X é a concentração dos iões de potássio (X+) no material de alimentação (g IC^/lOO galões de ôleo); e P q um factor de. escala, cauculado para ajustar* o algoritmo para as perturbações não medidas no reaetor do.negro de fu ao, ou para as diferenças entre os reactores (P está, geral- - 27 -

mente, compreendido no intervalo entre cerca de 0,7 e cerca de 1,2)·

As constantes no algoritmo do DBF são empiricamente determinadas de acordo com uma conhecida operação de iden tiíieaçáo do processo, que emprega a análise de negressão pa ra qualquer geometria de reactor· de negro de fumo, da mesma maneira já descrita acima a propésito da. determinação das co:is tantos de algoritmo para o algoritmo do indica de iodo» Portanto, os valores das constantes serão provavelmente diferen tes para os diversos tipos de geometria do reactor. As variá veis de entrada medidas em relação ao DBF são, de preferencia, o caudal da solução atitiva de potássio e o caudal do material de alimentação. A variável de saída e o DBF ou qualquer outra medida apropriada da estrutura do negro de fumo. Conforme se descreveu acima a respeito do algoritmo do índice de iodo, uijaa serie de experiências e então realizada mm reactor de negro de fumo que tem o tipo de geometria de reactor para a qual se utilizará o algoritmo. Gom base nos ensaios, reune-se um conjunto de dados de entrada e correspondentes dados de saída. •M seguida efeetua-se a operação de analise de regressão, so bre o conjunto de dados, para identificar as. constantes do algoritmo do I)BP. âs constantes do algoritmo do DBF, conformo são definidas nas equacções (15) o (16), foram determinadas empiricamente consoante o método de análise de regressão acima descrito, para uma geometria de reactor de. três zonas, se melhante â que se encontra ilustrada esquematicamente na Figura 1* iáaprega-se o algoritmo do DBF, ou seja as equacções (15) © (16), para prever os valores do BBF (I)BP_) em interva-· ir los de tempo regulares, por exemplo uma vez em cada segundo. depois, calcula-se a média dos valores de DBF previstos duran te intervalos de tempo médios regulares (ΒΒΡ^^), por exemplei uma vez de 2 em 2 minutos. Gada valor médio do BBF (BBPAtm) e

então utilizado para se calcular um novo caudal da solução aditiva de potássio (K^S^ç^) ΘΠΦΓ£β&η^0 1121 algoritmo de ajus taaento do DBP, definido da seguinte forma (17) Qlb/br] * PBOPÔBÇlO [ib E*S/gal. óleo] * 011OT0 [gal/br] na qual (18) PEGPGSçlO -

Xjtqyq[gm K+/100 gal. óleo] 100» ΚώΙΙ [gm Ε*/Ώ> K+S] 0 2p0yQ á derigado da derivativa parcial do algori tmo do 3BP (equaeção (15) e (16)) relativamente â concentração dos iões de potássio no material de alimentação (X) e e definido coao se segue:-

(19) X -GCA1

h ~ m£klG) + X

17,3 * P

ATG para 0 £ ί^¥& < 1

DBP (20) “

(DBP

17,5 * P

H XIYQ + ^AVG e

A?G

AVG 0X1

XiiTy ê a intensidade de mistura da solução aditiva de potássio K+S, a. qual I expressa em gramas de iões de potáji sio (K+) P°£ cada libra de solução aditiva de potássio (£+8). X„__m e a nova concentração dos iões de potássio (£*) no mate rial de alimentação* necessária para se obter o DBP pretendido 29 -

(ΙίΒΡ^^^) . K+SA?G l a média do caudal de solução aditiva de potássio durante o intervalo de dois minutos, e OIL^& é o caudal médio de material de alimentação durante um intervalo de dois minutos. GIL^q-^q e o ponto estabelecido para o caudal corrente de material de alimentação, o qual é preferivelmente ajustado de acordo com o algoritmo do índice de iodo, con forme já se descreveu mais acima* Gonsequentemente, com a ut lisação dos valores médios previstos para o DBP (BBG^g) durante um intervalo de dois minutos, pode-se determinar o novo caudal da solução aditiva de potássio (I^Sjtqyq) de acordo com a equacção (17), a fim de se alcançar o pretendido valor de jM3 (DBP^q^) . a» 0 método de controlo do processo de acordo com a presente invenção tem uma característica adicional.*- uma ope ração de medição do DBF fora da linda, em laboratório, iãa in tervaios de tempo regulares, enquanto o reactor de negro de fumo está em funcionamento, retiram-se amostras do negro de fumo produzido e mede-se o valor do DBP de cada amostra (DBP duma forma já conhecida no èstado da técnica, pelos es-pecialistas. 0 intervalo de amostragem, durante o qual se re tira a amostra de negro de fumo, fica compreendido ger&lmen-te entre 2 e 20 minutos, aproxiaadamente. Preferivelmente, o © calculado de acordo oom a designação ISill : B2414-8 acima mencionada* ao- 0 valor do DBF medido (])BPTjm) e o seu desvio-padr conhecido são determinados em conjunto com o desvio médio e o desvio—padrão (3Bp) dos valores de DBP previstos (BB? ) para o período de tempo em que se retirou a amostra. Depois, dependendo do valor do DBP medido (DBBTf^)» do seu desvio padrão (SDj^^) e dos desvio-médio e desvio—padrão dos valores do DBP previstos (DBP ), o faetor de escala (P) do algoritmo do DBP (equaeçao (15) © (16)) ® ajustado, a fim de se calcularem os valores do DBP mais correctos. Assim, de acbr do com a presente invenção» a exactidão do propilo algoritmo pode ser sistematicamente varíficada em relação ao valor do DBF medido (DBFTÃ..>), e aperfeiçoada, enquanto o reactor de negro de fumo está em funcionamento.

De acordo com a característica de amostragem da pr sente invenção, a melhor avaliação' da variância de erro dos valores de DBF previstos (?^p) e da variância de erro do valor de DBF medido em leboratório (?^_) são determinados. Υ^~ •ê o quadrado do desvio-padrão do valor de DBF medido no labo ratório (DBFyjg)♦ Devido ao facto de, preferivelmente, apena um valor de DBF medido em laboratório’ I tomado durante cada período de amostragem, ê essencialmente uma constante qu é determinada por meio dum estado separado sobre a exactidão ou a possibilidade de reprodução do método de medição do DBF 7|&-R, dua tipo conhecido na técnica* Portanto, e geralmer te aetualizado periodicamente, por exemplo uma vez en vários meses ou sempre que houver ama alteração no método de determinar o DBPT[Ãfc« l/jp ê o melhor cálculo da variancia de erro do valor do DBF corrente previsto (DBF )*. conforme será des- i» erito com mais pormenores em seguida* v'nT, um al- Dii

Com base nas variâncias de erro, gorítmo de filtro, de preferência um algoritmo de filtro de Ealman,' ê utilizado para se determinar o melhor cálculo do verdadeiro valor do DBF durante o período em que se retirou a amostra (3BP^TT^F0). 0 ê produzido como uma medi pesada entre o DBFTiÃ?i e a média dos valores de BBP previstos durante o período de tempo em que se tomou a amostra 0 algoritmo do filtro de Ealman do DBF para o valor de e definido da seguinte maneiras- (22) BBPFILfi1H0 « * ^BPX,âB “

Ep é o ganho do filtro de Ealman para o DBF, o qual ê essen-

cialmente uma media pesada das variâncias de erro, 1·^ e , e ê definido do modo seguinte:- (23) E„ - --— VDP + Bi

Depois, com base no valor de £33?-,.^.,,.^q? 0 faetor de escala (F) do algoritmo do DBP, ou seda as equacçces (15) © (16), ê ajustado C^qyq) j a fim de levar o algoritmo do DB? a predizer mais correctamente o valor do BB?, conforme se se gue:· DBF. (24) $ X'

FILTTíO 164,9 - 17,3 Si <X4¥„) para O < X < 1 **· «*« «*49 (25)

DBF raiÊo mio 147,6 - 17,5 * In (X™>

para Z>X X.T-,, ê r concentração média da solução aditiva de potássio (IC+S) no material de alimentação conforme está definida na eqiiaeção (21), durante o período de tempo èia que se tomòu a amostra. O novo faetor de escala (?-{)vq) ó‘então substituído no algoritmo do PB? (equacções (15) e (16)), para substituir o faetor de escala (E) anterior e assim ajustar o algoritmo, a fim de predizer o DEL5 com mais ezactidão. Â melhor avaliação da verdadeira variância de erro corrente de jBPva^or previsto (V^pCtí+l)) ao intervalo de' tem po (K-fl), que 4 usado na equacção (25) para determinar o ganho do filtro de Ealman' (£s) do DBF corrente, I definida da seguinte maneira (26) Tro(It+l) = TM(K) 4 ΤΒ£(Ε+1) aa qual

Y^(K+1) é a melhor avaliação âa verdadeira variância de erro corrente do valor de DBF previsto corrente, no intervalo de tempo (K+l)j Y-Q2 e a variância de erro da avaliação do DBF óptima anterior (D6FpjT -v 0) no intervalo de tempo (K); e '

Vn (E->1) I a variância de erro dos valores de ΒΒΓ previstos *JXii. (·)ΒΙΛ) no intervalo de tempo (£+1), medida durante o período η _ de tomada da ultima amostra. do seguinte.

MB O novo ganho de filtro de Kalman do DBF (ΕΒ(£+1) ê depois determinado como uma média pesada de variâncias de er ro dos valores do DBP previstos correntes (D3P ) e do valor corrente do DBF medido em laboratório modo í- (27) kb(b:+i) ?3p(IC-í-l) e a variância de erro do valor do DBF corrente, medido em laboratório (ΡΒΡΤΑΏ) e define-se da·seguinte maneira

GOâL (2b) V™.= [PSUr^u/lOd]** ¥â Dní

Neste caso, 1?SBT,ê o deavião padrão presente, do DBF em laboratório, o qual ê determinado por meio dum estudo sobre precisão e possibilidade de reprodução, já conhecido na técnica. Portanto, o novo ganho de filtro de Ealman no

DBF (IC^(K-rl) I substituído na equacção (22) acima indicado, para resolver o novo valor óptimo calculado do D ur ( Lu>x~ .p ^ i ^ O -'3P1?TyP|5Q é, em seguida, substituído nas equacçoes (£4) ou (25) acima indicadas, para resolver o novo factor de escala (“FGVCp a filtt ãe lQvdx 0 algoritmo do DBF (eauacção (15) e (16)) a prever mais correctamente o valor do DBF. A variância de erro do novo valor óptimo calculado 0

para ο Π3Γ ) , a ser utilizado na determinação de

TjjP(K+l) no fim do período de amostragem seguinte (V-p^OO na equacção (26) acima indicada) ê então calculada do seguinte modo:- (29) t0 rmÇK+i) «.Vjg.a+i) ·.II·fciuaOlt-^iurrr-u··» «nu Iít .ui" i iÍ»Mw.j>ii>u>Mtv»,a» Y^OC-j-l) + YI}L(E-?-l)

De acordo com uma outra forma de realização da pre sente invenção, o método de controlo do processo compreende ainda um método "CUSUjc/I" ("Somas cumulativas") para controlar os valores das variáveis de saída controladas, tais como o índice de iodo e/ou o DBr. O método "GuSTJm" compensa,as tendências, quer no índice de iodo, quer no B3P» que possam sei o resultado de perturtaçoes não avaliadas no reactor de negri de fumo não completamente compensado'pelo algoritmo do índice de iodo, pelo algoritmo do DBF ou pelos algoritmos de £12 tro dc Yalsian respeotivos. Portanto, us método QOSOL· orienta o índice de iodo Q am a®^0(^·0 OlISÍHi orienta o valox de D3PTcada vez que se mede uma variável de saída a fim de determinarse existe um desvio na média de cada um dos dois valores, que seja suficiente para exigir mais um ajustamento no processo*

Cada operação OUSUM utiliza duas somas cumulativas uma soma elevada (Sjr^jj) e uma soma , para verá ficar 0 índice de iodo IpEo.T>Ã-R s o valor do DBP^S, respec tivamente, a fim de determinar se existe uma tendência inde· se-jável. Quando as "somas cumulativas" são reajustadas, cada cada soma cumulativa (¾^ e S^^^) I ajustada para zero.

As duas somas são calculadas da seguinte forma:- CO) Sa(i) - w* C0*Sà(i.i) ♦ Ϊ, - (GQSi ♦ ã.)] (51) SL(i) = Hta [0,¾^ + Tt - (SQâX, - E)] nas quais

Sw é a soma de todas as somas elevadas anteriores desde a ultima regulação da OUSUItj i3„ ,. -x ê a soma de todas as anteriores somas baixas desde o lj(i--ly ultimo ajustamento de G0SHM; e o valor corrente medido no laboratório da variável de saída controlada e, portanto, de acordo com as anteriores formas de realização, ele pode ser ou GOáL é o valor pretendido da variável de saída controlada e, portanto, de acordo com as.formas de realização anteriores, ou nBPG0ÂL5 e ele pode ser Ig^0, E ê o abrandamento permissível na variável de saída controla da, que está geralmente compreendido no intervalo de cerca de ura desvio, ou dentro do qual se enquadram cerca de 68,' dos valores, medidos em laboratório, da respectiva variável de saída controlada (como, por exemplo, I^Isp>Tt&R ou PfirTtâB), lím intervalo de decisão (~h,h) I estabelecido para cada variável de saída controlada, cujo valor exacto ê escolhido com base na- experiência com o especial reactor de negrb de fumo utilizado, mas que, geralmente, fica próximo dos valores de tolerância estabelecidos para a citada variável de saída. Por exemplo, um valor típico de h para o índice de iodo ou para o IBP poderia ser 5· Portanto, o intervalo de decisão h seria 5 unidades de índice'de iodo ou unidades de DBP em cg da lado do valor de Iglo.^^ ou ^ídIqqatP respectivamente. il(i) e L(i) de iodo I2».1AB e de óJBPyjj

Depois de se tomar cada amostra de negro de fumo e se determinarem os valores, medidos em laboratório, do índice de iodo (IgNo.^^g) e/ou do DBP (DBPj^g), cada ma desses valores ê substituído nas equacções (30) © (31), em vez de (Ϊ.·). As duas somas cumulativas, e 3τγ.Λ, são depois computadas para ambos os valores. 35 -

2& seguida, se __ h ou se __ -h, tanto para o ísdi ce de iodo, como para o DBF, produz~se um sinal de alarme pa ra a respectiva variável de saída· Se se produzir um sinal de alarme, o operador é informado, para aumentar a frequência ds amostragem do negro de fumo produzido, geralmente pelo menos com um fâctor de dois. Se se produzir um sinal de alarme a respeito do índice de iodo e/ou do BBP,'respectivamente, então o ganho de Salman (K~) para algoritmo do índice de iodo, e/ou o ganho do filtro de lalman do ΒΒΡ(Κ^) para o algoritmo do IBP, são., cada um, ajustados para ua, respectivameate♦ Se depois de se tomar a amostra seguinte de negro de fumo, o ín dice ou o valor de ΊΒΒτΛ^ se enquadrar era £ lí do ín dic® ^2^"ô*goAl ου" respectivamente, então a soma cumulativa I-reajustada mediante o ajustamento das soma cumulativas Ss ^l(i-l) Fara zero, para a respectiva variável. Io entanto, se ura sinal de alarme continuar a ser produzido, então o ganho de filtro de galman (K^ ou E^) para a respectiva variável de salda ê ajustado para igual a um, até que o valor medido no laboratório se enquadra dentro de + F, do valor pretendido para a referida variável.

Ia Figura 2, os componentes do "hardware" do método de controlo do processo de acordo com a presente invenção estão ilustrados de uma forma esquemática* C método de centro lo do processo compreende um dispositivo controlador indicado genericamente pelo numeral de referencia 10* 0 controlador do método 10 I dum tipo.conhecido pelos técnicos e I,-preferivelmente na minicomputador, por exemplo um minicomputador YA2, conforme foi acima descrito. 0 controlador do método 10 é ligado através duma linha principal 12 a um sistema de con trolo distribuído 14. 0 sistema de controlo distribuído 14 também é dum tipo já conhecido pelos especialistas neste sec tor técnico, tal como um Sistema de Instrumentação JProYQl Fisher, fabricado pela firma Fisher Controls International, - 56 -

Inc., de Í.Iarshalltomi, Estado de fowa, iS.U.A. » 0 sistema de controlo distribuído 14 é, por sua vez, ligado através de um algoritmo PID (PIB) a um medidor do caudal de oleo 16, e a uma válvula de passagem 18 automáticaíaente regulável* Confor me já se descreveu mais acima, o medidor do caudal de ôleo 16 é, preferivelmente, um medidor do caudal do tipo Goriolis A válvula do caudal de oleo 18 I montada a montante ou a jusante do medidor do caudal de ôleo 16, numa linha de material de alimentação 20 do reactor de negro de fumo. Por conseguir (je, o sistema de controlo distribuído 14 controla o funciona mento da válvula 18, a fim de justar automaticamente o caudal de material de alimentação (CIL), para alcançar o índice de iodo pretendido (I^ho. T|) ? conforme será descrito com gorme rores mais adiante* 0 sistema de controlo distribuído 14 está também ligado, através dum algoritmo PXD (PXD) a um medidor 22 do caudal de solução aditiva de potássio e a uma válvu la 24 pura o caudal automaticamente regulável. 0 medidor do caudal 22 é, de preferência, um medidor de caudal do tipo Go riolis, tal como o medidor do caudal de oleo 16. â válvula do caudal 24 ê montada a montante ou a jusante do medidor do caji dal 22 numa linha 26 para a solução aditiva de potássio, do reactor de negro de fumo. Portanto, o sistema de controlo di tribuído 14 também controla o funcionamento da válvula 22, a fira de ajustar automaticamente o caudal da solução aditiva άφ potássio (1¾)¾ para se obter o valor de DBF pretendido (DBF GCAlf)* como ser®- descrito com detalhes mais adiante.

Yôltando â figura 3, ilustra-se um fluxograiia que descreve conceptualmente os procedimentos do método de contrc|> lo lo processo de acordo com a presente invenção. As etiquetas 8^ até B-^2 indicam a operação 1 até à operação 12. Quando o método de controlo do processo está em fuacioramento, conforme indicado em 8-^, o sistema de controlo distribuído 14 produz um índice de iodo previsto (Ipllo.) e um valor de DBF C. j»/ -. 57 -

previsto (ΒΒΡ ), conforme está indicado em S^, de acordo com o algoritmo do índice de iodo e o algoritmo do DBF, rsspecbi vamente, já acima descritos. Preferencialmente, o algoritmo do índice de iodo e, portanto, as equacções para as variável de entrada dè alimentação são realizadas como sub-rotinas no sistema de controlo distribuído 14, Je forma semelhante, as equacções do algoritmo para o DBP são também preferivelmente realisadas pelo .sistema de controlo distribuído 14 em sub-ro tinas* Depois de se calcular cada índice de iodo I0í!o. „ e da valor de MP , cada um deles ê memorizado na iaemõria de Í? ' - computador de controlador do sistema 10. 0 sistema de contro lo distribuído 14 calcula, tanto o lPlo* , como o uma tí p ca P' vez em cada segundo, a£jr oximadamente, com base nas leituras da variável de entrada corrente, como se indiea em dada índice IFio.^ e valor DBP^ I então registado na memória do controlador do sistema 10. Depois, conforme se indica em 3^, os valores de I0Eo. e de BBP_ memorizados na memória do com putador durante cada intervalo de dois minutos, são converti dos num valor médio, ϊρ&ο.^Γ(-, e pelo sistema de con trolo· distribuído' 14 e memorizados na memória do computador.

Goa base no valor durante o intervalo de 2 minutos, o novo caudal de material de alimentação (011/^^) é então -determinado pelo sistema de controlo distribuído 14, conforme se indica em SK« Be modo semelharèo, com base no. ΒΒΡλ.γ.·, durante o intervalo de 2 minutos, determina-se também o novo caudal da solução aditiva de potássio (! ο^Γ.). As equacções (5) atê (7) e as equacção (17) até (21), conforme foram acima descritas, são preferivelmente realizadas como sub-rotinas no sistema de controlo distribuído 14, ,ara dete minar, tanto o novo caudal do material de alimentação (CIL-,..C ^0) e o novo caudal da solução aditiva de potássio (Ε%^) respectivamente. Oom base no novo caudal de material de alisem taçao (Cllf 0Y0) e no novo caudal de solução aditiva de potás

sio (E+3v.qV0) , o sistema de controlo distribuído 14 determina então o grau de ajustamento da válvula 18 e da válvula 24-por aeio do emprego de algoritmo PIS conforme será descrito maia adiante. 0 novo caudal de material de alimentação (01¾ τ ->ίΓ0) e o novo caudal de solução aditiva de potássio (£*8,,^ Yq) são depois, cada um deles, actualizados de 2 em 2 minutols. ,Dor sua vez, as válvulas 18 e 24· são ajustadas de 2 em 2 minutos, com base no novo índice IgHo. e no novo valor DBP respectivamente, para se obterem os novos caudais, conforme se indica em 8^* ' A primeira operação nas earacGôrísticas de medição e-u laboratório, fora da linha, de acordo com a presente inveja ção, está indicado em Bg, © qual indica que o controlador do sistema 10 computa a média .© o desvio-padrão do índice l«Ko*. £L (p e do valor calculados segundo a segundo (ou noutro in- tc-rvalo de tempo regular) durante o período de tempo em que se tona a amostra de negro de fumo. 0 negro de fumo produzido é retirado em amostras a intervalos de tempo regulares, por exemplo goralmente dentro do intervalo de cerca de uma at;l cerca de quatro horas, e tanto o índice àe· iodo, como o valor de IBP da amostra são medidos num laboratório e .-,), conforme se indica em SQ. Jí foi acima mencionado que o intervalo da amostragem do negro de fumo está geralaon te compreendido entre cerca de 2 a 2C siritos. Depois, a in-teroepçã© do novo método (K0) para o algoritmo do índice de iodo é actualizada pelo controlador do sistema 10, com base nos índices d© iodo e -íp®0>AfGs ca3*cula^os áurante o período em que se tomou a amostra, conforme está indicado em S^q* Preferivelmente, as equacções (8) a (14), acima descritas, são realizadas eomo sub-rotinas no controlador do si tema 10. !)e modo semelhante, o facto de escala (]?) ê também ajustado com base nos valores 33Έτάη e durante o períb do em que se tomou a amostra. De preferência, as equacções

(22) a (29) , acima descritas, são também realizadas como sub--rotinas no sistema de controlo distribuído 14. A intercepção do novo sistema (KO^q^q) é depois usada para a actualizar o algoritmo do índice de iodo, para determinar índices de iodo previstos com mais exactidão (IgEo.^), até que a amostra seguinte de negro de fumo é retirada, como está indicado ea 3^ Analogamente, o novo faetor de escala (F^q^q) é usado rjara actualiaar o algoritmo do DBF, a fim de determinar valores jím maís exactos até que se toma a amostra seguinte de negro de fumo, como também se indica em S-jj · Conforme se indica em 3-jp, o algoritmo do índice de iodo e o valor do BBP são, cada um, actualizados, sempre que se toma uma amostra de negro de fumo, e, portanto, dentro do intervalo do tempo compreendido entre -1 e d noras, aproximadamente.

Voltando â Figura 4, ilustra-se ua fluxograaa que descreve conceptualmènte os procedimentos do sistema de controlo distribuído 14 na previsão, tanto do índice de iodo Igiío.^ de acordo com o algoritmo de índice de iodo, como do valor de i)3í, de acordo com o algoritmo do ubr, conforme acima descritos. 0 sistema de controlo distribuído 14 lê, prime 3?aaente, os dados de entrada necessários para calcular as va riáveis dc. entrada de alimentação para o algoritmo do índice oe iodo, e a variável de entrada para o algoritmo do ΙώΓ, con forme está indicado em As variáveis do entrada para o algoritmo do índice de iodo, incluem o caudal de material de alimentação, o caudal de gás, o caudal de ar, a temperatura de pré-aquecimento do ar e a humidade do ar. Ã AxuG (qualida de do combustível ê uma vax^iável de controlo calculada, e a Ali>0 (qualidade do material de alimentação) & essencialmente uma variável de controlo constante, conforme acima descrita. As variáveis de entrada para o algoritmo do 33? são o caudal da solução aditiva de potássio e o caudal de material de ali mentação.

Apôs a leitura dos dados de entrada, o sistema de controlo distribuído compara então os dados de entrada com ua intervalo permissivel de valores para cada variável, conform se indica em-Sg. Be qualquer valor sair do seu intervalo per miasivel, (BAD), então uma bandeira de dados maia, que I o sinal di ditai, .ê estabelecido, como se indica em 3-y Be a ban dsira de ciados maus for estabelecida, então o X^,Q* e/ou o não ê (são) calculado(s) com base nesses dados. Be todo

P os dados se enquadrarem nos intervalos penaissívcis, então o e o i)Bf são calculados com base nesse conjunto de da dos de entrada mediante o emprego do algoritmo do índice de iodo e do algoritmo do DBF, respectivamente, como se indica ea ã„. Uada um dos valores I0Ho. e DBF são. depois compara-dos a ub intervalo realista, aontro do qual cada variável de saída aeve recair, conforme se indica em S^· Se ο Ϊ2^°·0 ou o .CãiA, não estiver dentro do intervalo permissivel, então es j/ tabelice-se a bandeira de dados errados e os valores correntes para Io&0. e/ou DBF são são usados, dependendo se uia ' P P · r ou ambos saem do seu respeetiv© intervalo permissivel. je o X0Ho*., ou o DBF realmente se enquadrarem nos seus intervalo peraiasiveis? então os seus valores são registados na memôri do computador do controlador do sistema 10, conforme se indi ca em %c. e são, mais tarde (no fim do intervalo âc tempo regular) usados para actualisar o caudal do material de alimen fcação e o caudal da -solução aditiva *ãe potássio* respeotiva-mente.

Eeferindo agora a Figura 5* está ilustrado um flu Fograma que descreve çonceptualmente as operações do sistema de controlo distribuído 14 para regular, tanto o caudal de material de alimentação, como o caudal da solução aditiva de potássio* Oomo se mostra em S^, se se estabelecer a bandeira de dados errados, durante as operações de previsão do índice de iodo e/ou do valor do DBF (BAB) 9 como se ilustra em o~, na 41 -

figura 4, então a "bandeira de dados errados e retirada e as operações de ajustamento, como estão ilustradas na Figura 5» não são implementadas para esse intervalo de tempo regular, para qualquer que seja o algoritmo que tiver os dados de entrada errados. Ho entanto, se a bandeira de dados errados nã^> fçr estabelecida durante o intervalo de dois minutos, então o sistema de controlo distribuído 14 lê os dados de entrada para determinar o novo ponto de determinação do material de alimentação (OH^qyq) e/ou da solução aditiva de potássio (íí+5^,qy0) , como está indicado em Os dados de entrada, pa-~· Λττ incluem os valores AiBG, âiõO e conforme estão definidos ria equacção (7) de entrada para o iT^çy-Q incluem os valores ίί*ά^ψ^ ^'^ÂVCr e * dados -fínidos nas equacções (1?) a (21).

Os dados de entrada são então comparados com um in tervalo permissível de valores para cada termo, como so indi ca em 3Ά* de qualquer dos valores sair,dos respeetivos inter valos permissíveis, então estabelece-se a bandeira de dados errados (BA13). Oonsequenteaente, o ponto cie caudal áe materlàl de alimentação , e o caudal da solução aditiva de po tássio (n*Sr(WQ) não são ajustados para esse intervalo de teu po regular, se os dados de entrada para um dsle.s e/ou ambos forem errados. Se todos os valores se enquadrarem nos.intervalos permissíveis, então o ô Κ^β^γ^ são actualiza- dos como se descreve acima e se indica em S^. tanto ο ΟΠ^. Qyfâ$· coaio o E+Sj,0^q são depois comparados, cada um, côu. um intervalo de valores permissível, como se indica em Be o 011 vçsyQ ou 0 ^V^joyo sa^r seu 3?espeetivo intervalo periaissí-vel (LAij), então terminara as operações para esse respectivo termo e o seu caudal não e ajustado. Se o 011.7,

'HOvG e ^HOVO se enquadrarem de facto nos seus intervalos permissíveis, en4

tão os valores para CIL

Q Xi» D wiro são processados através dum algoritmo 3?1B, para actualísar o caudal de material de - 42 -

alimentação e o caudal de solução aditiva de potássio, raspe tivamente, como se indica em 3^.

Em relação â figura 6, está esquematicamente ilustrado um típico algoritmo PIB, que é empregado de preferenci para ajustar o novo caudal do material de alimentação (OxL^q_ 7q) ou para ajustar o novo caudal da solução de aditivo de potássio (ít^"31 GVO5 * ® caudal de material de alimea tação 16 e o medidor do caudal da solução aditiva, de potássi 22 são, cada um, ligados respectivamente a um transmissor de caudal (F2) * dada transmissor (MJ) e, por sua vez, ligado ao sistema de controlo distribuído 14 e transmite um sinal (Fm) correspondente ao caudal medido, conforme & avaliado pelo se reopectivo medidor de caudal» Os sinais para os novos pontos de caudal, tanto para 0 material de alimentação, como para a solução aditiva de potássio (Pg^) são depois comparados com os seus respectivos sinais de caudal medidos (Fm) produzidos pelos meuidores. Oom base nas respeetivas compar-açoes, um si nal de erro (e(t))f que ê igual ao respectivo sinal de ponto de caudal (J ) menos o respectivo sinal de caudal medido (Ia) 4 produzido para cada respectivo caudal, pepois,, com base no rteupoclJivos sinais de erro (e(t))» um respectivo algoritmo Ilt, que 4 conhecido dos técnicos, produz um sinal de saída (c(+)),-que corresponde ao ajustamento que deve ser feito nas respeetivas válvulas d© passagem 16 oa 24, para se obterem os pontos de determinação do caudal* dada sinal de saída 4 depois enviado a uma respectivo corrente para o conversor pneumático (l/j?). As correntes para os conversores pneumáticos Cl/-) são acopladas, respectivamente, à válvula de passagem do oleo e â válvula para a solução aditiva êe potássio 24, para o ajustamento de cada respectiva válvula. As correr, te3 para os conversores pneumáticos (I/P), portanto, produzem uma saída pressurizada, correspondente ao respectivo sinal cie saída Pld (c(t)), que, por sua vez, ajusta a sua respectiva válvula para se obter o ponto de determinação do caudal* foi

tanto, eada algoritmo PID continua a produzir alterações no sinal de saída (e(t)), ate que nao mais haja um sinal de erro (e(t)) e assim os pontos de determinação dos caudais são alcançados.

Referindo a figura ?, ilustra-se um fluxograma, qu descreve gonceptualmente as operações do controlador do sistema 10.para actualizar a Intercepção do sistema (iíG) do algoritmo do índice de iodo e/ou o factor de esGala (F) do algoritmo do i)£.r no fim de cada período de amostragem de negro âe fumo. Conforme se indica em 8^, o controlador cio sistema peie á memória o índice de iodo I0So. e o valor f/BF. calcu- <7 9 P lados e memorizados durante o período de tempo em que se fez a amostragem. :e o controlador de sistema não poder solicitajc devidamente os dados (fracassados), então os algoritmos não são ajustados. O controlador do sistema 10 depois le os valo res cara a corrente © ó Ι)Β1Τ.,, e compara-os com um intervalo- peraissível de valores. Se um dos dois valores estiver fora do intervalo, o seu respectivo algoritmo não ê ajjis talo. 0. controlador do sistema 10 então emprega a operação , a qual determina as somas correntes, c/wu iJr(i) vU.OUu. para os valores correntes XpSo«j-lAR e e/OU &r conforme se in- dica em ?3j.« Se .8 ou Para cada variável de saí da medida ^°ΊΑΒ ou i>BI-V *») » 0 controlador do sistema pro

XJJ duz um sinal de alarme. Se se gerar um sinal de alarme, entaip o ga; ‘ alio de filtro de Falman (Kj) para o algoritmo do xndiee dc- iodo e/ou o ganho de filtro de Jialmaa do ΒϋΓ (lip) para o algoritmo do BBI são ajustados para 1, dependendo do facto de ua sinal de alarme ser ou nao produzido para uma ou as du^s variáveis de saída. Portanto, a nova intercepção do sistema (•£0- qyq) para o algoritmo do índice de iodo e/ou o novo xac-tor de escala para o algoritmo do DBF sao ambos basen dos unicamente nos valores medidos em laboratório de ig-^°*nA.Ii G uBp LAo respectivamenbe. Lo entanto, se nao for produzido uni sinal de alarme, então o controlador do sistema determina as novas propriedades analíticas filtradas, e ^^ILJSÕ θ> ®or st*a Tez* &á&sta & constante de intercepção do sistema (ICO) e o factor de escala (?) para actualizar o algoritmo do índice de iodo e o algoritmo do D32, respectiva mente, como- indicado em B^* depois, como se indica ©m 3·^, os valores para a nova intercepção do sistema (Γ,Ο,-^-q) e o factor de escala C^qyq) são comparados com na intervalo pcrmts óível para-cada valor. 3© um valor estiver fora ao intervalo|, então não 5 usado para actualizar o seu respectivo algoritmo oe os valores para e ^'T*O"\F0 ®©tiverem, cacl<s uuí, uv«n*Gro do intervalo, então eles são registados na memória, como se indica e-n Depois de registar os valores na memória, o go|| trolador do sistema 10 remove a bandeira de entrada u© ciados coíííO se indica em S^, ate ao fim do período de amostragem se puinto.

Claims (1)

1. $ *ν

   RiàlV XnDrQilyt^S! 1&. - método de controlo do processo de produção d negro de fuso nua reactor de negro do fumo, caracteriz&do pef lo facto de compreender as operações que consistem em se medir, em intervalos regulares, pelo menos uma variável d saída utilizada na produção de negro de fumo, enquanto o reajo tor de negro de fumo está a funcionar % se empregar pelo menos um algoritmo para prever, a intervalo Ce previsão regulares, pelo menos uma variável de saída de n| gro de fumo, com fcase pelo menos na citada variável de entraj-da durante o intervalo de tempo referido 5 se determinar, em.Intervalos de tempo médios um valor médio de pelo menos uma variável de saída prevista duraste 0 aenci nado intervalo médio 5 e se regular, em intervalos de tempo regulares,' pelo menos una das citadas variáveis de entrada segundo um algoritmo de aáujs tamento que usa a diferença entre o referido valor médio de .pelo menos uma variável de saída prevista e um valor pretendido de pelo menos uma variável de saída, enquanto 0 reactor está a funcionar, para se obter 0 valor desejado dessa varia vsl de saída, a fim de se alcançar uma qualidade substancialj-mente consistente do negro de fumo. iP ÍO 2íí. - método de acordo com a reivindicação 1, cara tepisado pelo facto de compreender ainda as operações que co sistem en se fazer a amostragem, em intervalos de tempo de amostragem regulares, do negro de fumo produzido, durante 0 f inciosauento do reactor de negro de fumo, se medir pelo menos a mencionada variável prevista pelo cita do algoritmo a partir da amostx^a de negro ue fumo, enquanto 0 reactor de negro de fumo está a funcionar; e

   se ajusta* pelo menos o referido algoritmo com base ao citado valor medido de pelo meros a mencionada variável de saída a fim áe prever mais correctamente pelo menos â citada varia vel de saída. d:.·. -* método de acordo com qualquer das reivindica çõgs 1 ou 2, caracteriaado pelo facto de se escolher pelo menos uma variável de saída prevista* do grji po qao inclui o índice de iodo e o DBFj se escolher pelo menos uma variável de entrada ajustada do gira, no que inclui o caudal de alimentação e o caudal de alimenta tão do aditivo de potássioj e se escolherem as referidas variáveis ds entrada, medidas em intervalos regulares de tempo* num grupo que inclui o caudal do a pente oxidante o caudal do material de alimentação, o caji dal de combustível de primeira operação, a temperatura de pr -aquecimento do agente pxidante e o caudal da solução do adi· tivo ae potássio. lL- tv n i π -Λ-wí-W ...iôto do dt. acordo com a rei vi iidicacao 3, cara o facto áe se ajustar o referido caudal do material' de alimentação medi ante o emprego da relação entre a diferença do índice do iodjj pretendido e o valor médio do índice dc iodo previsto durant o citaao inõc-rvalo médio, e a diferença entre a nova combustão global necessária para atingir o índice de iodo pretendi ao e o valor médio geral da combustão durante o referido intervalo de tempo médioj e e se ajustar o referido caudal da solução cie aditivo de potássio por mexo da aplicação da diferença entre o valor médio do mdP durante o mencionado intervalo de tempo regular nédio o valor do .DBF pretendido.

   5Ê* - Método de acordo com qualquer das reivindica ções 2 a 4-, caraeterizado pelo facto de se ajustar pelo senos um algoritmo pela utilização de uma mê dia pesada da meldor avaliação da variância do erro do valor gro corrente previsto de pelo menos ma variável de saída do ne de fumo e a variância do erro do valor medido de pelo menos a citada variável de salda. 6£* - método de acordo cosi a reivindicação 5, carac terízaio pelo facto de se ajustar pelo menos um algoritmo empregando pelo menos um segundo algoritmo para determinar um novo valor calculado de pelo menos uma variável de saída, por utilização das citadas t variâncias pesadas do erro e a diferença entre o valor medi-* -» do de pelo menos uma variável de saída e o referido valor* n§ dio dos mencionados valores previstos para pelo menos uma va riâvel de saída durante o período de tempo em que se retirou a amostra, e acitada nova variável de saída calculada propor clorada por pelo menos por um citado segundo algoritmo ser, cor sua vez, empregada para ajustar o referido algoritmo a ·** f · fim de se prever mals correctamente a citada variável de saí ,-1 fi JtCir ♦ . - i.;ltodo de acordo com qualquer das reivindica cõos 2 a 6, caraeterizado pelo facto de se prever pelo menos uma variável de saída em intervalos de tempo regulares de previsão dentro da gama compreendida entra Ui.·, segundo e vinte segundos; se determinar o valor médio de pelo menos uma variável de saí na provista em intervalos regulares de cálculo da média dentto a® p:sjiia cie intervalos compreendidos entre cex*ea de um minuto e- três minutos| e os citados intervalos regulares de amostragem, do negro de V

   fumo produzido, estarem dentro da gama compreendida entre cec ca de meia liora e cerca de 5 horas. Qí-. - Létoâo de acordo com qualquoer das reivindica ções c a 7) car-aeterizado pelo facto de compreender as seguia tes operações que consistem em se controlai» os citados valores medidos de pelo menos uma va riável da saída do negro de fumo a fim de detectar um Cesvio indesejável na media da referida- variável de saída» - ...etodo de acordo' com a reivindicação 6, cara ΐirisado pelo facto de se controlar os citados valores medidos de pelo menos uma va riável de saída somando a diferença entre o valor corrente medido da citada variável de saída e o valor pretendido para a mencionada variável de saída, mais ou menos um valor de foi 0a pre-determinado e o valor da citada soma ser comparado eoja u.u intervalo de decisão pré-determinado9 e, se o valor da cl ta .la 'somo não se enquadrar dentro do mencionado intervalo de decisão, se produzir um sinal de alarme, 10U. - método de acordo com a reivindicação 3, ca-racterizado pelo facto de sc determinar o mencionado valor da folga de tal ^aneira que quando ele $ somado ao e suostraído do valor pretendido de p lo meros uma variável de saída, os dois valores resultantes definirem substancialmente um intervalo dentro de anrovinada —' um mente· um desvio-padrão, ou dentro do qual mais do que &&}' do valores medidos de pelo menos umã das variáveis d. saída estão compreendidos» llú, - Aparelho para controlar a produção de negro cie fumo num reaetor de negro de fumo, caracterizaao pelo fac to de compreender meios de medição para medir, em intervalos regulares, pelo menos urna variavel de entrada empregada na produção de negro de fumo enquanto o reactor de negro de fum está ea funcionamento*, meios de computação acoplados aos citados meios de medição, para preverem, em intervalos regulares de tempo orna variável de entrada do negro de fumo consoante pelo menos um algoritmo que usa a citada variável de entrada medida durante o referif do intervalo de tempo regular, determinando ainda os referidos meios áe computação, eia intervalos de tempo regulares mê dioa um valor médio de pelo menos uma variável de saída pre- ViSta J Θ meios de ajustamento, acoplados aos citados m>ios de computa ção, para ajustarei, em intervalos regulares de tempo ceio .^fenos Una variável de entrada consoante um algoritmo cie ajas támento que usa a diferença entre o citado valor médio de pe lo menos uma variável de saída prevista e um valor pretendido cl© pelo menos uma variável de saída, para se alcançar o valor pretendido dessa variável de saída enquanto o-reaotor está em funcionamento, a fim de se obter um negro de fano coi uma qualidade substancialmente consistente.. 12â. - Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caract^riza-o pelo facto de compreender ainda meios le amostragem para a obtenção de amostras, em intervalos de tempo regulares, do negro de fumo produzido enquanto o reaetor de regro de fumo está em funcionamento de forma que pelo mçnos a citada variável de saída pode ser medida a partir da amostra de negro de fumo e os referidos raeios de computação *respondem ao citado valor medido de pelo menos uma variável de saída para ajustar pelo menos o citado algoritmo mediante o uso do referido valor medido de pelo menos uma va riável de saída a fia de prever mais correctamente a citada variável de saída.

   13'- * ~ Ãparelito de acordo com qualquer das reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo facto de os referidos aieios de computação ajustarem pelo menos um algoritmo para determinarem um valor calculado de pelo menos uma variável d>3 saída5 através da utilização de uma media pesada da mklko: estimativa cia variância de erro do valor previsto corrente d pelo menos uma variável de saída e da variância do erro do valor medido.da mencionada variável de saída, e os citados meios de computação, por sua vez empregarem a citada variável do saída calculada para ajustarem pelo menos uai algorítmp a fim dc· preverem mais correctaíaente a referida variável de ÍdcULC-3. * li./boa, 5 d® Juliio de 1990 ?ente Oficial da Propriedade Industrial

   IBÉRICO DA SILVA CARVALH3 Agente Oficial de Propriedade Industrie il Rua Castilho, 201, 3.°-E, 1000 LISBOA