Modelagem e Otimização de Sistemas de Produção

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Atividade MOSP 
1. O que é processo? 
É um seguimento de etapas ou atividades inter-relacionadas, que são 
executadas a fim de atingir um objetivo especifico, ou seja, é uma 
operação a ser controlada. Pode se referir a uma série de ações ou 
operações executadas de maneira sistemática e organizada para 
produzir o resultado desejado. No processo envolve: transformação ou 
transporte de matéria ou energia e operação física. 
 
2. O que é processo industrial? 
É conjunto de ações realizadas para transformar a matéria-prima e obter 
um produto determinado, através do processo industrial podem ser feitas 
modificações nas características dos insumos, como sua forma, 
tamanho e cor. E podem variar amplamente, dependendo do setor e tipo 
de indústria envolvida. Ou seja é a transformação da matéria-prima no 
produto final. Envolve passos químicos ou mecânicos. 
 
3. Qual a diferença entre variável controlada (VC) e variável 
manipulada (VM)? 
A variável controlada (VC) é a grandeza que é medida, monitorada e 
mantida constante ou controlada durante um experimento/processo. Ela 
é o resultado desejado, a resposta que se deseja observar e analisar. E 
a variável Manipulada (VM) é a grandeza deliberadamente alterada e 
controlada pelo controlador, é a variável que tem influência sobre a 
controlada. 
 
4. Como pode ser classificado um controle em relação a sua ação? 
Controle pode ser classificado de acordo com a presença ou ausência 
de realimentação no sistema de controle. Controle de malha aberta: 
opera sem utilizar realimentação da variável controlada para ajustar a 
ação de controle. O sinal de controle é determinado com base em um 
modelo ou em entradas pré-determinadas, sem levar em consideração a 
saída real do sistema. Controle de malha fechada: O sistema utiliza a 
realimentação da variável controlada para ajustar a ação de controle e 
manter a saída do sistema o mais próximo possível da referencia 
desejada. 
 
5. Dê um exemplo prático de um sistema de controle em malha aberta. 
Máquina de venda automática de lanches. Entrada: Um cliente seleciona 
um produto especifico pressionando o botão correspondente na máquina 
de venda automática, Processamento: Com base na entrada do cliente a 
máquina de venda automática libera o produto correspondente, Saída: O 
produto selecionado pelo cliente é dispensado pela máquina para ser 
coletado. Nesse exemplo o sistema não recebe feedback sobre o 
resultado final, como se o produto foi entregue corretamente ou se 
houve problema. Simplesmente segue a sequência pré-programada 
para liberar o produto correspondente a seleção do cliente. 
 
6. Faça um diagrama de blocos para a questão anterior. 
 
 
 
 
7. Dê um exemplo prático de um sistema de controle em malha fechada. 
Controle automático de velocidade de um carro. Medição: Sensor de 
velocidade, como um sensor de rotação nas rodas mede continuamente 
a velocidade atual do carro. Comparação: A velocidade medida é 
comparada com o valor de referência definida pelo motorista. Desvio: 
Com base na comparação entre velocidade medica e a de referência, é 
calculado o desvio. Controlador: Um controlador recebe o valor do 
desvio e toma decisões para ajustar a ação de controle. Ação de 
controle: O controlador envia sinais de controle para o sistema de 
aceleração do carro. Realimentação: Á medida que o carro acelera ou 
desacelera o sensor de velocidade continua medindo a velocidade atual. 
Ajuste contínuo: Com base na realimentação da velocidade atua, o 
controlador faz ajustes na ação de controle para manter a velocidade 
desejada. 
 
Diagrama de blocos para a questão anterior: 
 
 
 
 
8. Dê um exemplo e descreva o comportamento de um processo 
instável. 
Aquecimento residencial com um termostato defeituoso. O termostato é 
configurado para manter a temperatura em torno de 22°C, quando a 
temperatura cai abaixo de 22°C, o termostato liga o sistema de 
aquecimento, porém devido a um defeito, ele não consegue detectar 
corretamente a temperatura ambiente e continua a fornecer energia ao 
sistema de de aquecimento, como resultado a temperatura sobe 
rapidamente e ultrapassa o limite desejado, após o sobreaquecimento o 
termostato percebe o erro e desliga, mas a temperatura continua 
subindo, devido a inercia térmica, quando a temperatura cai abaixo de 
22°C novamente, o termostato liga o sistema de aquecimento mais uma 
vez, mas como ainda não está funcionando corretamente, não fornece 
energia suficiente para aquecer o ambiente adequadamente. Esse ciclo 
continua repetidamente, resultando um comportamento oscilatório. 
SELEÇÃO LIBERAÇÃO
 
 SELEÇÃO 
DISPENSA
 
 SELEÇÃO 
VELOCIDADE 
MEDIDA 
COMPARADOR CONTROLADOR 
SISTEMA DE 
ACELERAÇÃO 
 
9. Dê um exemplo de um sistema de controle em malha fechada 
estável. 
Controle de velocidade de um motor elétrico em uma esteira rolante. 
Referência de velocidade: Um operador define a velocidade desejada para a 
esteira rolante. Medição de velocidade: Um sensor de velocidade mede 
continuamente a velocidade atual da esteira rolante. Comparação: A 
velocidade medida é comparada com a velocidade de referência. 
Controlador: Com base na diferença entre a velocidade medida e a 
velocidade de referência, o controlador calcula um sinal de controle para 
ajustar a velocidade do motor. Ação de Controle: O sinal de controle é 
enviado para o inversor de frequência ou o sistema de controle do motor 
elétrico para ajustar a potência e a velocidade do motor. Realimentação: 
A medida que o motor ajusta sua velocidade com base no sinal de 
controle, o sensor de velocidade continua medindo a velocidade atual da 
esteira rolante. Ajuste Contínuo: Com base na realimentação da 
velocidade atual, o controlador faz ajustes contínuos na ação de controle 
para manter a velocidade da esteira rolante o mais próxima possível da 
velocidade de referência. 
 
10. Uma das características necessários para que um sistema em 
malha fechada apresente oscilação é: 
a) Tempo morto. 
b) Sinal de saída estável 
c) Tempo de subida 
d) Ganho nulo - RESPOSTA 
 
11. Que características do regime transitório podem levar a 
instabilidade? 
Tempo de subida excessivo, sobressinal elevado, tempo de 
acomodação longo, oscilações persistentes, ganho excessivo. 
 
12. Exemplifique o processo no qual você atua como controlador. 
Evidencie a variável manipulada e a variável controlada. O que é 
necessário para que o processo fique instável? 
Sistema de controle de nível de água em um tanque. A variável 
manipulada é a vazão de entrada de água no tanque, essa vazão pode 
ser controlada por um controlador com uma válvula. Já a variável 
controlada seria o nível de água no tanque que é medido por um sensor 
de nível. Se quiser manter a estabilidade do processo são necessários: 
o ajuste adequado do controlador, o controle de ganho e a 
compensação e ação de controles adicionais. Caso contrário o sistema 
pode se tornar instável.