ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA Controle e Automação da Produção - Erica Pimentel

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ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA Controle e Automação da Produção
Erica Maria de Jesus da Silva Pimentel
Matrícula: 01411595
Curso: Engenharia de produção
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Introdução
Desenvolver uma apresentação projetando a automação do nível e do pH em um tanque de reação utilizando seus respectivos diagramas de blocos das malhas de controle, de forma que apresente a solução para controlar a entrada de hidróxido de sódio (FZ-35) no tanque de reação, cujo resultado será um elemento final na saída do tanque de reação (LV-30). 
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Tanque de Reação é o recipiente em que ocorrerá a reação química entre o Ácido Clorídrico (HCL) e o Hidróxido de Sódio (NaOH), e onde é preciso controlar o nível de líquido.
Transmissor de nível é o equipamento que converte um sinal qualquer em um sinal padronizado e, através de sensores, faz a medição contínua em tempo real do nível de líquido que há dentro do tanque e manda a informação para o controlador de nível. 
Controlador de nível é o dispositivo que controla o nível do líquido contido no tanque. Ele possui sensores que comparam o valor de referência com o valor desejado, depois identifica o erro e emite um sinal para que seja realizada a devida correção (caso seja necessária) no processo controlando o fluxo do líquido no tanque.
Atuador de fluxo é uma unidade condensadora que atua através de um controlador de nível aumentando ou diminuindo o fluxo de líquido para que se estabilize o nível desejado no processo.
Diagrama de Blocos da Malha de Nível
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Diagrama de Blocos da Malha de pH
Tanque de Reação é o recipiente em que ocorrerá a reação química e onde é preciso controlar o pH de líquido.
Sensor de pH é um sensor que possibilita indicar a neutralidade, acidez e até a alcalinidade de uma determinada solução líquida, ou seja, ele mede o pH contido no líquido de dentro do tanque e envia a informação para outro dispositivo.
Controlador de pH é o elemento que recebe a informação do sensor de pH, calcula a diferença entre os valores dados com os valores desejados e envia a informação da saída para um atuador.
Atuador de fluxo é um dispositivo que atua através do controlador de pH e é responsável pelo controle de fluxo do hidróxido de sódio no tanque para que se estabilize o nível de pH desejado no processo.
Fluxograma de Processo
As variáveis utilizadas na demonstração do fluxograma foram:
(S): Set point 
E(S): Erro entre a variável e o set point 
(S): Função de transferência do controlador 
C(S): Variável de saída do controlador 
 (S): Função de transferência do elemento final de controle 
M(S): Variável de saída do elemento final de controle 
(S): Função de transferência do processo 
(S): Função de transferência do distúrbio 
D(S): Distúrbio do sistema 
(S): Função de transferência dispositivo de medição 
(S): Variável medida 
Y(S): Variável controlada
Instrumentação Malha de Nível
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Atuador de fluxo 
Instrumento que controla a atuação direta do sistema modificando o comportamento da variável medida que é recebida através do controlador. Pode se apresentar como válvula, bomba, motor, etc.
Válvula de controle 
Instrumento que se utiliza para controlar o fluxo, a temperatura, a pressão e/ou os níveis dos fluidos existentes nos tanques de forma que a variável medida alcance o valor desejado no processo.
Sensor de nível 
Instrumento que faz o controle do nível do fluido no tanque. Nível é a medida referente à altura.
Instrumentação Malha de pH
Tanque 
Reservatório onde os fluidos serão armazenados e onde ocorrerão as reações.
Controlador de pH 
Instrumento que, após receber as informações do sensor de pH, realiza os cálculos necessários para que se possa chegar no valor desejado e envia a informação para o atuador.
Atuador de pH 
Instrumento que, através do controlador, atua realizando o controle do fluxo dos líquidos no tanque.
Sensor de pH 
Instrumento que mede o pH contido no líquido do tanque e envia a informação para o controlador.
Fluxograma P&ID utilizando software de automação
Scilab
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Sintonia do Controlador de Nível e pH
Variável Lenta 
e Estável
Variável 
Rápida e Instável
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O objetivo desta atividade foi a demonstração e solução de um projeto de automação de nível e pH em um tanque de reação demonstrando seus respectivos diagramas de blocos e instrumentos que devem ser utilizados no processo onde o uso de um software pode auxiliar na medição controlando o resultado do sistema final com o resultado desejável.
No diagrama de blocos da malha de nível observa-se que, através de sensores, o transmissor mede o nível de líquido contido dentro do tanque de reação e envia a informação para o controlador que, por sua vez, identifica a diferença entre a quantidade de líquido que foi informado na entrada e o que deve conter na saída do tanque, em seguida emite um sinal de erro para que o atuador de fluxo possa reagir, estabilizando o nível do líquido desejado. 
No diagrama de blocos da malha de pH o líquido do tanque é medido através de um sensor de pH, o resultado é enviado para o controlador de pH que realiza a análise comparativa e gera uma saída controlando o fluxo de hidróxido de sódio que há dentro do tanque, onde o atuador de fluxo irá estabilizar os níveis de forma que alcance o pH desejado no processo.
Após a conclusão dessa atividade, é notório os benefícios que a automação está trazendo nos processos industriais pois facilita os processos aumentando a produção e diminuindo as perdas, fazendo com que aumentem os lucros das indústrias.
Conclusões
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SOUZA, Marcos; LAZARTE, Diego Arturo Chavez. Controle e Automação da Produção – Recife, Grupo Ser Educacional, 2020. Disponível em: https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_142033_1/outline/lti/launchFrame?toolHref=https:~2F~2Fsereduc.blackboard.com~2Fwebapps~2Fblackboard~2Fexecute~2Fblti~2FlaunchLink%3Fcourse_id%3D_142033_1%26content_id%3D_7033102_1%26from_ultra%3Dtrue. Acesso em 20 de Jan 2023.
VAZ, Cleiton. Controlador PID. Simulação Scilab. YouTube. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=Y6TUA_Msa4U. Acesso em 05 de Fev 2023.
NEPIN, Equipe. Nepin Acessórios Industriais, 2022. Disponível em: https://www.nepin.com.br/blog/solucoes-industriais/o-que-e-um-transmissor-de-nivel-e-qual-a-sua-funcao/ . Acesso em 12 de Fev 2023.
NEPIN, Equipe. Nepin Acessórios Industriais, 2023. Disponível em: https://www.nepin.com.br/blog/solucoes-industriais/controlador-de-nivel-industrial-o-que-e-e-para-o-que-serve/. Acesso em 12 de Fev 2023.
INSTRUSUL. Instrusul Instrumentos de Medição, 2017. Disponível em: https://blog.instrusul.com.br/como-funciona-medidor-de-ph/. Acesso em 12 de Fev 2023.
BASILE, José Carlos. Linkedin, 2021. Disponível em: https://pt.linkedin.com/pulse/o-que-%C3%A9-controle-de-ph-e-como-ele-pode-ser-usado-jose-carlos-basile#:~:text=Um%20controle%20de%20pH%20consiste,em%20fun%C3%A7%C3%A3o%20dos%20par%C3%A2metros%20programados. Acesso em 12 de Fev 2023.
ALMEIDA, Carlos Frederico Meschini. Válvulas de Controle, 2018. Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5117385/mod_resource/content/1/Aula%207%20-%20V%C3%A1lvulas%20de%20Controle.pdf. Acesso em 14 de FEV 2023. 
MTI, Master Tecnologia Industrial Ltda, São Paulo. Disponível em: https://www.mtibrasil.com.br/artigos/atuadores-para-valvulas.php. Acesso em 14 de FEV 2023.
DANFOSS, Engineering Tomorow. Disponível em: https://www.danfoss.com/pt-br/products/dcs/sensors-and-transmitters/liquid-level-sensors/#tab-overview. Acesso em 14 de FEV 2023.
Referências
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