Modelado y control de molinos de caña de azúcar usando accionamientos eléctricos

Abstract

[ES] El rendimiento de la extracción de jugo del proceso de molienda afecta la rentabilidad de una fábrica de azúcar de caña. El proceso de extracción se realiza a través de una serie de molinos que separan el jugo de la fibra de la caña; para maximizar su extracción a una taza de molienda especificada, se requiere controlar la velocidad de los accionadores y el nivel de la tolva de alimentación. Este artículo presenta el modelado dinámico no lineal a partir de principios físicos, de molinos de caña de azúcar de cuatro mazas accionados con motores eléctricos; se obtienen los parámetros y se validan los modelos. Se diseñan estrategias de control basadas en controladores en cascada y se evalúan con índices de desempeño planteados con base al objetivo principal de maximizar la extracción con confiabilidad de operación. Las estrategias propuestas se comparan en un caso de estudio vía simulación, con las existentes hasta el momento. El análisis muestra que la estrategia de control cascada de par, velocidad angular y altura de chute es la que alcanza el mejor desempeño.

[EN] The extracting performance of juice from sugar cane crushing mill affects the profitability of sugar cane factories. The extraction process is done through a series of mills that separate the juice from the cane fibre. To maximize their extraction to a specified milling ratio is required to control the driver speed and the chute level. This article presents nonlinear dynamic model based in physical laws for sugar cane crushing mill drove by electrical motors. A cascade control strategy is proposed for the mill and it is performance is compared by simulation with rapport to control strategies found in industry via indices for extraction and reliability. The analysis shows that the cascade control strategy of torque, angular speed and chute level reaches the best performance.