dc.contributor.author | Fratini, Marcelo Henrique Canciano | |
dc.date.accessioned | 2023-09-06T13:02:52Z | |
dc.date.available | 2023-09-06T13:02:52Z | |
dc.date.issued | 2023-09-01 | |
dc.identifier.citation | FRATINI, Marcelo Henrique Canciano. Melhoria do simulador do sistema turbogerador. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18529. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18529 | |
dc.description.abstract | The turbogenerator system, comprising a crucial turbine and generator
component in power generation systems, along with an initial boiler, has seen
advancements in technology over the years, leading to new possibilities in system
control. However, before implementing these controls in the final system, validation
becomes necessary. To achieve this, a turbogenerator system simulator was
developed using a Programmable Logic Controller (PLC) and a Human-Machine
Interface (HMI). Nevertheless, the current simulator faces challenges in accurately
reproducing real system behaviors and maintaining computational efficiency for
simulations. Such limitations may result in imprecise and inadequate outcomes,
hindering the analysis of various turbogenerator operational scenarios, and prolonging
Factory Acceptance Testing (FAT) for electrical panels storing the system's control,
encompassing PLC, HMI, Speed Regulator, Protection Relays, and other components
based on complexity. This work aims to enhance the simulator, addressing these
limitations, to reduce engineering time for validating new controls and improve FAT
efficiency. Assessing the necessary improvements for the simulator, some limitations
in analog inputs and outputs hindered the implementation of all enhancements.
Therefore, focus was placed on impactful improvements, including two controls: Digital
Synchronizer and Load Control (DSLC) by Woodward for load control and
Woodward's 505 model for power control. The simulator's PLC is WEG PLC 300, and
the WEG HMI was utilized, with improvements made in ladder language to match the
existing code. Testing DSLC control necessitated revising the previous code due to
deviations from expectations. Power control with the speed regulator showed
oscillation of 1.24% above and 0.72% below the desired value, with an error of
approximately 0.98% during testing. Moreover, load control with DSLC revealed that
higher simulated loads increased oscillation rate and control error. In conclusion, the
implemented simulator improvements signify significant strides in understanding and
optimizing the turbogenerator system, resulting in more efficient FAT work and
reduced engineering time investment in this process. | eng |
dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Sistema turbogerador | por |
dc.subject | Turbogenerator system | eng |
dc.subject | Simulador | por |
dc.subject | Simulator | eng |
dc.subject | Controle de carga | por |
dc.subject | Load control | eng |
dc.subject | Controle de potência | por |
dc.subject | Power control | eng |
dc.subject | Teste de aceitação de fábrica | por |
dc.subject | Factory acceptance testing | eng |
dc.title | Melhoria do simulador do sistema turbogerador | por |
dc.title.alternative | Turbogenerator system simulator improvement | eng |
dc.type | TCC | por |
dc.contributor.advisor1 | França, Celso Aparecido de | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4547836128892982 | por |
dc.description.resumo | O sistema turbogerador composto por uma turbina e um gerador é um componente crucial em sistemas de geração de energia, que conta ainda com uma caldeira no início desse processo. Com a evolução da tecnologia ao passar dos anos, surgiram novas possibilidades de controle do sistema turbogerador, entretanto, era necessário validar esses controles antes da execução final do sistema, para isso, foi desenvolvido um simulador do sistema turbogerador utilizando um Controlador Logico Programável (CLP), e uma Interface Homem Máquina (IHM). Contudo, o simulador atual enfrenta desafios em relação a sua precisão na reprodução dos comportamentos do sistema real, bem como a eficiência computacional necessária para realizar as simulações. Essas limitações podem levar a resultados imprecisos e inadequados, dificultando a análise de diferentes cenários operacionais do turbogerador, o que implica em um maior tempo empregado nas tarefas de Teste de Aceitação de Fábrica (TAF) dos painéis elétricos, que são responsáveis por armazenar o sistema de controle do turbogerador, o que inclui, PLC, IHM, Regulador de Velocidade, Relés de Proteção e alguns outros dispositivos, a depender da complexidade do sistema. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo melhorar o simulador existente, abordando essas limitações, visando reduzir o tempo de engenharia necessário para a validação dos novos controles e tornar o trabalho de TAF mais eficiente. Para tal, foi feito um levantamento de quais melhorias eram necessárias para qualificar o simulador. Entretanto, após análise do sistema disponível, constatou-se que não era possível aplicar todas as melhorias necessárias por limitações nas entradas e saídas analógicas do simulador. Com isso optou-se por fazer as que mais agregariam na otimização do trabalho de TAF, entre elas destacam-se dois controles, o controle de carga feito pelo sistema DSLC (Digital Synchronizer and Load Control) da Woodward e o controle de potência feito pelo regulador de velocidade, nesse caso foi utilizado o 505, também da fabricante Woodward. O CLP do simulador é o PLC 300 da fabricante WEG, e a IHM utilizada também é uma da fabricante WEG, como o código presente no CLP estava em linguagem ladder, optou-se que as melhorias também fossem feitas em ladder. Durante o teste do controle pelo DSLC, foi necessário refazer o código aplicado anteriormente pois o sistema não funcionava como o esperado. O controle de potência executado no regulador de velocidade apresentou oscilação de 1,24% para cima e de 0,72% para baixo e o erro obtido durante os testes foi de aproximadamente 0,98%. Já no controle de carga pelo DSLC observou-se que quanto maior a carga que era solicitada pelo simulador, aumentava-se a taxa de oscilação e o erro do controle. Em resumo, as melhorias aplicadas ao simulador representaram um importante avanço na compreensão e otimização do sistema turbogerador, o que possibilita um trabalho de TAF mais eficiente e possibilita uma diminuição no tempo de engenharia aplicado nessa tarefa. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS; INSTRUMENTACAO | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/5871588107002004 | por |
dc.publisher.course | Engenharia Elétrica - EE | por |
dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-2235-9551 | por |