Use of nonlinear transformations and a self‐tuning regulator to develop an algorithm for catalytic reactor temperature control

Abstract Prior to developing a multivariable control scheme for conversion and production rates in a packed bed tubular reactor carrying out highly exothermic reactions, it was important to stabilize the reactor temperature. In this paper we illustrate the use of a self‐tuning regulator to develop an inner loop controller that satisfies some necessary conditions on temperature response, and that is capable of controlling the reactor over a wide range of operating conditions. The importance of using a nonlinear transformation of the reactor hot‐spot temperature is demonstrated. Varying the input constraining parameter in the “one‐step optimal” self‐tuning controller is shown to be a very effective way of achieving a controller with the desired properties for response smoothness. Avant d'álaborer un scháma de contrǒle à variables multiples pour la conversion et les vitesses de production dans un ráacteur tubulaire à lit à garnissage permettant des ráactions hautement exothermiques, il est important de stabiliser la tempárature du ráacteur. Dans le prásent article, nous dácrivons l'utilisation d'un rágulateur auto‐ajustable pour mettre au point un dispositif de contrǒe à boucle interne satisfaisant les conditions requises pour la ráponse en tempárature, et capable de contrǒler le ráacteur pour une large gamme de conditions opáratoires. On montre l'importance d'une transformation non lináaire de la tempárature de surchauffe du ráacteur. Le fait de varier le paramàtre de contrainte d'entráe dans le rágulateur auto‐ajustable avec “optimum en un pas” apparaǐt comme un moyen effcace d'obtenir une rágulation avec les propriátás dásiráes en souplesse de ráponse.