Aula_2_-_Controle_Automa__o

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Automação de Sistemas Produtivos
Pr. Anderson Dias
Termos e conceitos sobre automação
Processo é uma operação ou uma série de operações realizadas em um determinado equipamento, onde varia pelo menos uma característica física ou química de um material.
Nas indústrias, o termo processo tem um significado amplo. Uma operação unitária, como por exemplo, destilação, filtração ou aquecimento, é considerado um processo.
Termos e conceitos sobre automação
Um processo pode ser controlado através de medição de variáveis que representam o estado desejado e ajustando automaticamente as outras variáveis, de maneira a se conseguir um valor desejado para a variável controlada. Assim, existem alguns termos que precisam ser entendidos para melhor compreensão da disciplina:
Variáveis de Processo: São condições internas ou externas que afetam o desempenho de um processo, em todos os processos industriais é absolutamente necessário controlar e manter constantes algumas variáveis de processo, tais como pressão, vazão, temperatura, nível, pH, condutividade, velocidade, umidade, etc.
Variável Controlada: A variável controlada de um processo é aquela que mais diretamente indica a forma ou o estado desejado do produto. Consideremos por exemplo, o sistema de aquecimento de água mostrado na figura 1.
Termos e conceitos sobre automação
Variável Controlada:
A finalidade do sistema é fornecer uma determinada vazão de água aquecida. A variável mais indicativa desse objetivo é a temperatura da água de saída do aquecedor, que deve ser então a variável controlada.
Termos e conceitos sobre automação
Meio controlado: Meio controlado é a energia ou material no qual a variável é controlada. No processo mostrado na figura 1, o meio controlado é a água na saída do processo, onde a variável controlada, temperatura representa uma característica da água.
Variável manipulada: variável manipulada do processo é aquela sobre a qual o controlador automático atua, no sentido de se manter a variável controlada no valor desejado. Para o aquecedor da figura 2, a variável manipulada pelo controlador será a vazão de vapor.
Termos e conceitos sobre automação
Plantas: Uma planta pode ser uma parte de equipamento ou apenas um conjunto de componentes de um equipamento que funcione de maneira integrada, com o objetivo de realizar determinada operação.
Agente de controle: É a energia ou o material do processo, da qual a variável manipulada é uma condição ou característica. No processo da figura 2, o agente de controle é o vapor, pois a variável manipulada é a vazão de vapor.
Malha de controle: Quando se fala em controle, deve-se necessariamente subentender uma medição de uma variável qualquer do processo, isto é, a informação que o controlador recebe. Recebida essa informação o sistema controlador compara-a com um valor pré-estabelecido (chamado SET POINT), verifica a diferença entre ambos, e age de maneira a diminuir ao máximo essa diferença.
Distúrbios: É um sinal que tende a afetar de maneira adversa o valor da variável de saída de um sistema.
Controle com realimentação: Refere-se a uma operação que, na presença de distúrbios, tende a diminuir a diferença entre a saída de um sistema e sua entrada de referência.
Termos e conceitos sobre automação
Malha de controle: Esta sequência de operações; medir a variável, comparar com o valor pré-determinado e atuar no sistema de modo a minimizar a diferença entre a medida e o set point, nós denominamos de malha de controle, que pode ser aberta ou fechada.
Termos e conceitos sobre automação
Malha de controle Aberto: Na malha aberta, a informação sobre a variável controlada não é utilizada para ajustar qualquer entrada do sistema para compensar variações nas variáveis do processo.
Termos e conceitos sobre automação
Malha de controle Fechado: Na malha fechada, a informação sobre a variável controlada, com a respectiva comparação com o valor desejado, é utilizada para manipular uma ou mais variáveis do processo.
Termos e conceitos sobre automação
Vantagens e desvantagens
Seguem as principais vantagens dos sistemas de controle de malha aberta:
1. São simples de ser construídos e têm fácil manutenção.
2. São menos dispendiosos que um sistema correspondente de malha fechada.
3. Não apresentam problemas de estabilidade.
4. São adequados quando existem dificuldades de medição da saída ou quando a medição precisa da saída não é economicamente possível. (Por exemplo, no caso da máquina de lavar roupas, seria bastante dispendiosa a instalação de um dispositivo para avaliar se as roupas foram bem lavadas.)
As principais desvantagens dos sistemas de controle de malha aberta são:
1. Distúrbio se mudanças na calibração causam erros, e a saída pode apresentar diferenças em relação ao padrão desejado.
2. Para que a saída mantenha a qualidade requerida, é necessária uma regulagem periódica
Termos e conceitos sobre automação
Classificação dos instrumentos de automação conforme sua função.
Termos e conceitos sobre automação
Classificação dos instrumentos de automação conforme sua função.
Termos e conceitos sobre automação
Classificação dos instrumentos de automação conforme sua função.
Termos e conceitos sobre automação
Classificação dos instrumentos de automação conforme sua função.
Termos e conceitos sobre automação
Classificação dos instrumentos de automação conforme sua função.
Termos e conceitos sobre automação
Classificação dos instrumentos de automação conforme sua função.
Termos e conceitos sobre automação
Classificação dos instrumentos de automação conforme sua função.
Termos e conceitos sobre automação
Controle Manual:
Termos e conceitos sobre automação
Controle Automático:
Termos e conceitos sobre automação
Controle Automático:
Dispositivo de regulação de temperatura com componentes atuais.
a) Transdutor de temperatura.
b) Controlador digital PID.
c) Conversor corrente-pressão (Conversor I-P), que converte o sinal de controle de 4-20mA para pressão (3-15 psi).
d) Válvula de regulação com comando por ar comprimido (3-15 psi = 0.21-1.05 bar).
Termos e conceitos sobre automação
Porque investir no controle automático?
Atividade
1. Quais as vantagens de um sistema em malha aberta?
2. Quando devemos utilizar um sistema com malha fechada?
Atividade
3. Para o processo descrito a seguir, identifique a variável controlada, a variável manipulada, o atuador, o tipo de sensor, o meio controlado, o tipo de malha (aberto ou fechado), Explique como o controle é realizado.
Atividade
4. Para o processo descrito a seguir, identifique a variável controlada, a variável manipulada, o atuador, o tipo de sensor, o meio controlado, o tipo de malha (aberto ou fechado), Explique como o controle é realizado.
Atividade
5. Para o processo descrito a seguir, identifique a variável controlada, a variável manipulada, o atuador, o tipo de sensor, o meio controlado, o tipo de malha (aberto ou fechado), Explique como o controle é realizado.