CONTROLE DE PROCESSO INDUSTRIAL

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09/11/2023, 21:31 Estácio: Alunos
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Teste seu conhecimento acumulado
Disc.: CONTROLE DE PROCESSOS INDUSTRIAIS   
Aluno(a): ROBERTO DA SILVA CORREIA 202108417191
Acertos: 1,0 de 2,0 09/11/2023
Acerto: 0,2  / 0,2
O controle de processos industriais é a metodologia certa para gestores que buscam otimizar o �uxo operacional.
Considere as a�rmações abaixo sobre os tipos de controle:
 
I. O controle proporcional ajusta a variável controlada de forma proporcional ao erro.
II. O controle integral ajusta a variável controlada em função do tempo que o erro ocorre.
III. O controle derivativo tem como base a taxa de variação de erro, não sendo recomendado para mudanças
repentinas da variável controlada.
 
Estão corretas somente as a�rmativas:
III, apenas.
I e III, apenas.
II, apenas.
I, apenas.
 I e II, apenas.
Respondido em 09/11/2023 18:21:18
Explicação:
A�rmativa I: correta, uma vez que no controle proporcional a variável controlada sempre é ajustada em função do erro.
Devido a isso, a variável controlada não consegue alcançar o setpoint, devido ao offset.
A�rmativa II: correta, tendo em vista que o controle integral é baseado no tempo de duração do erro. Porém, se houver
mudanças repentinas na variável controlada, o tempo em que erro ocorre é muito pequeno, de modo que a variável
controlada não retorna ao setpoint na velocidade esperada.
A�rmativa III: incorreta, uma vez que a taxa de variação de erro (derivada) lida com mudanças repentinas na variável
controlada. No entanto, se houver muito ruído, estes serão ampli�cados.
Acerto: 0,0  / 0,2
Uma mistura de dois líquidos imiscíveis é alimentada em um decantador. O líquido mais pesado A se deposita no
fundo do tanque. O líquido B forma uma camada no topo. As duas interfaces são detectadas por �utuadores e são
 Questão1
a
 Questão2
a
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javascript:voltar();
javascript:voltar();
09/11/2023, 21:32 Estácio: Alunos
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controladas pela manipulação dos �uxos FA e FB.
                                                                           FA = KAhA       
                                                                           FB = KB(hA + hB)                                                   
Os controladores aumentam ou diminuem os �uxos conforme o nível aumenta ou diminui. A alimentação total é F0.
As vazões F0, FA e FB são vazões em massa. A fração em massa do líquido A na alimentação é xA. As duas densidades
ρA e ρB são constantes.
A alternativa que descreve corretamente o modelo dinâmico para controle do nível de líquido A é:
ρAA(dhA / dt) = F0xA + KAhA.
ρAA(dhA / dt) = - F0xA - KAhA.
 ρAA(dhA / dt) =  F0xA - KAhA.
 ρAA(dhA / dt) =  F0xA - KA(hA + hB)
ρAA(dhA / dt) =  F0xA + KA(hA + hB)
Respondido em 09/11/2023 21:29:19
Explicação:
09/11/2023, 21:32 Estácio: Alunos
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Acerto: 0,2  / 0,2
O diagrama de blocos apresentado na Figura abaixo representa a relação entre as variáveis de saída e as variáveis de
entrada através de funções de transferência para um determinado processo químico.
Qual a alternativa que relaciona corretamente a variável de saída com as 3 variáveis de entrada?
 
Respondido em 09/11/2023 20:32:11
Y1(s) = U1(s)G1(s)G2(s) + U2(s)G3(s) + U3(s)G4(s)
Y1(s) = U1(s)G1(s)G2(s) + U2(s)G4(s) + U3(s)G3(s)
Y1(s) = U1(s)G1(s)G3(s) + U2(s)G2(s) + U3(s)G3(s)
Y1(s) = U1(s)G1(s)G4(s) + U2(s)G2(s) + U3(s)G3(s)
Y1(s) = U1(s)G1(s)G2(s) + U2(s)G2(s) + U3(s)G4(s)
 Questão3
a
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Explicação:
O efeito da entrada (s) em ocorre por um efeito multiplicativo das funções de transferência e . A
entrada se relaciona com por meio da função de transferência e a entrada se relaciona com
 por meio da função de transferência . Essas duas últimas podemos representar por um efeito aditivo. Logo
podemos escrever o seguinte:
Acerto: 0,0  / 0,2
Sistemas de primeira ordem podem ser usados para modelar processos industriais com comportamento de resposta
lenta. Um processo tem a seguinte função de transferência:
A constantedetemporé:
2,15
2,55
 2,25
2,35
 2,45
Respondido em 09/11/2023 21:28:47
Explicação:
Para acharmos o valor de , equação A deve estar na forma padrẫo:
De ondetiramos que:
Logo:
Acerto: 0,2  / 0,2
Na escolha de um sensor para controle de processos, a seleção do material de construção é crucial para garantir o
desempenho ideal e a durabilidade do equipamento. Diferentes materiais de construção podem afetar a precisão do
sensor e sua capacidade de resistir a condições adversas. Qual a importância do material de construção na escolha
de um sensor em controle de processos?
A escolha do material de construção é importante apenas para processos químicos agressivos.
O material de construção não afeta o desempenho do sensor.
A escolha do material de construção é importante apenas para processos com alta pressão.
A escolha do material de construção é importante apenas para processos com alta temperatura.
U1 Y1(s) G1(s) G2(s)
U2(s) Y1(s) G3(s) U3(s)
Y1(s) G4(s)
Y1(s) = U1(s)G1(s)G2(s) + U2(s)G3(s) + U3(s)G4(s)
=
Y (s)
U(s)
20
6 s2 + s + 1
τ
=
Y (s)
U(s)
K
τ 2s2 + 2ζτs + 1
τ 2 = 6
τ = 2, 45
 Questão4
a
 Questão5
a
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 A escolha do material de construção é importante para garantir a precisão e durabilidade do sensor.
Respondido em 09/11/2023 21:15:39
Explicação:
O material de construção não afeta o desempenho do sensor. Incorreta, o material de construção pode afetar
signi�cativamente o desempenho do sensor em muitos casos, como em processos com alta vibração ou alta temperatura.
A escolha do material de construção é importante apenas para processos químicos agressivos. Incorreta, embora a escolha
do material de construção seja especialmente importante para processos químicos agressivos, ela também é crucial em
outras condições de processo, como alta temperatura, alta pressão, vibração, corrosão, abrasão, entre outras.
A escolha do material de construção é importante apenas para processos com alta temperatura. Incorreta, a escolha do
material de construção é essencial não apenas para processos com alta temperatura, mas também para outras condições
de processo, como alta pressão, vibração, corrosão, abrasão, entre outras. Diferentes materiais de construção possuem
propriedades especí�cas que podem afetar a capacidade do sensor de resistir a essas condições adversas, bem como sua
precisão e durabilidade.
A escolha do material de construção é importante para garantir a precisão e durabilidade do sensor. Correta, a escolha do
material de construção adequado é fundamental para garantir que o sensor seja preciso e durável durante a operação do
processo. A seleção de um material de construção inadequado pode levar a falhas no sensor e a problemas operacionais.
A escolha do material de construção é importante apenas para processos com alta pressão. Incorreta, embora a escolha do
material de construção seja particularmente importante em processos com alta pressão, é essencial lembrar que
diferentes condições de processo podem exigir propriedades especí�cas do material.
Acerto: 0,0  / 0,2
A resposta senoidal é uma das formas mais comuns de excitação em sistemas dinâmicos, e é particularmente útil
para analisar a resposta em regime permanente de sistemas sujeitos a uma entrada periódica. Em sistemas de
segunda ordem, a resposta senoidal pode ser descrita pela sua amplitude, frequência e fase, que dependem das
características do sistema, como a frequência natural, o fator de amortecimento e a magnitude da entrada. Qual é o
efeito do aumento da frequência da entrada em um sistema de segunda ordem excitado por uma senoide?
 Reduz a amplitude da resposta senoidal.Aumenta a amplitude da resposta senoidal.
Diminui a oscilação transiente da resposta.
 Aumenta a frequência natural do sistema.
Aumenta a fase da resposta senoidal.
Respondido em 09/11/2023 21:27:03
Explicação:
Aumenta a amplitude da resposta senoidal. Incorreta, pois ao aumentar a frequência da entrada, a amplitude da resposta
senoidal pode ser reduzida devido às limitações físicas do sistema e às características de amortecimento. Como
mencionado anteriormente, quando a frequência da entrada se aproxima da frequência natural do sistema, pode ocorrer
uma ressonância, o que pode levar a uma resposta com amplitude elevada e oscilações acentuadas. No entanto, quando a
frequência da entrada excede a frequência natural, a resposta do sistema pode ser signi�cativamente atenuada. Portanto,
não é possível a�rmar que o aumento da frequência da entrada sempre resultará em um aumento da amplitude da resposta
senoidal.
 
Aumenta a frequência natural do sistema. Incorreta, pois a frequência natural do sistema é uma característica intrínseca do
sistema e não é afetada pela frequência da entrada. A frequência natural é determinada pelas propriedades físicas do
sistema, como a massa, a rigidez e a inércia. Alterações na frequência da entrada podem afetar a resposta do sistema, mas
não a sua frequência natural.
 
Aumenta a fase da resposta senoidal. Incorreta, porque a fase da resposta senoidal é determinada pela diferença de fase
entre a entrada e a saída do sistema. O aumento da frequência da entrada não afeta diretamente a fase da resposta
 Questão6
a
09/11/2023, 21:32 Estácio: Alunos
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senoidal, embora possa afetar a magnitude da resposta e, por sua vez, a fase em regime permanente.
 
Diminui a oscilação transiente da resposta. Incorreta, porque a fase da resposta senoidal é determinada pela diferença de
fase entre a entrada e a saída do sistema. O aumento da frequência da entrada não afeta diretamente a fase da resposta
senoidal, embora possa afetar a magnitude da resposta e, por sua vez, a fase em regime permanente.
 
Reduz a amplitude da resposta senoidal. Correta, pois o aumento da frequência da entrada em um sistema de segunda
ordem excitado por uma senoide pode causar uma diminuição na amplitude da resposta senoidal em regime permanente.
Isso ocorre porque, à medida que a frequência da entrada aumenta, a resposta do sistema pode �car comprometida devido
às limitações físicas e às características de amortecimento do sistema.
Acerto: 0,2  / 0,2
O diagrama de blocos, descrito na �gura abaixo, mostra uma malha de controle fechada de um determinado processo. São vistos
agentes descritos como R, Q, P e N, que são fornecidos ou recebidos pelo controle e pelo processo. Os agentes R, Q, P e N são,
respectivamente:
Fonte: YDUQS, 2023.
Perturbação, variável manipulada, resultado, setpoint.
Setpoint, correção, variável manipulada, ação.
Ação, variável manipulada, resultado, setpoint.
Correção, setpoint, variável manipulada, ação.
 Perturbação, variável manipulada, correção, setpoint.
Respondido em 09/11/2023 18:24:18
Explicação:
R: Entrada de uma variável perturbação no processo. Por exemplo, uma vazão de alimentação que não pode ser controlada.
Q: Variável manipulada. O ajuste dessa variável irá diminuir ou anular o efeito da perturbação sobre a variável controlada do processo.
P: Correção - esse sistema de controle é um feedback. A variável controlada é medida e o seu valor é enviada para o controlador, onde irá
ocorrer a comparação com o valor do setpoint, visando ajustar a variável manipulada.
N: Setpoint - é o valor esperado que a variável controlada seja mantida.
 Questão7
a
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Acerto: 0,0  / 0,2 Questão8
a
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As equações A, B, C, D e E representam os modelos dinâmicos para a conversão do reagente A no produto B através
de uma reação exotérmica irreversível de primeira ordem em um reator de mistura perfeitamente agitado. A
equação A representa o balanço de massa global, a equação B o balanço de massa para o reagente A, a equação C o
balanço de energia no reator, a equação D o balanço de energia na jaqueta de resfriamento e a equação E a lei de
controle da vazão de saída do reator F em função do volume de líquido no tanque.
Podemos concluir que nesse processo há quantas variáveis dependentes:
2
 5
 4
1
3
Respondido em 09/11/2023 21:27:29
Explicação:
Na equação A temos o volume como variável dependente.
Na equação B temos o volume e a concentração de A como variáveis dependentes.
Na equação C temos o volume e a temperatura do processo como variáveis dependentes.
Na equação D temos a temperatura da jaqueta de resfriamento como variável dependente.
Vejam que até aqui bastou olharmos as derivadas e por enquanto temos 4 variáveis dependentes.
Na equação E, uma expressão algébrica, vemos que F (vazão de saída do reator) é função da variação de volume de líquido
no tanque, logo é a quinta variável dependente desse processo.
 
Acerto: 0,2  / 0,2
Na equação A está apresentada a solução obtida de um modelo dinâmico por transformada de Laplace.
Qual alternativa apresenta, corretamente, a transformada inversa da equação A?
Y (s) = +
2/3
(s + 1)
1
(s + 4)4
y(t) = e−2t − t3e−4t
2
3
1
6
 Questão9
a
09/11/2023, 21:32 Estácio: Alunos
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Respondido em 09/11/2023 20:26:40
Explicação:
Aplicando a transformada inversa na equação :
Em uma tabela veri�camos que:
Assim, a solução é:
Acerto: 0,0  / 0,2
Um termopar é utilizado para medir a temperatura de um líquido em um banho termostático. Na equação A está
expressa a função de transferência que relaciona a temperatura do líquido (variável de entrada) com a temperatura
medida no termopar (variável de saída).
Se o termopar estiver inicialmente fora do banho e em temperatura ambiente (23°C), qual é a temperatura máxima
que ele registrará se for repentinamente mergulhado no banho (80°C) e mantido lá por 10 segundos?
65,3 °C
55,3 °C
y(t) = e−2t + t3e−4t
2
3
1
6
y(t) = e−2t − t−3e−4t
2
3
1
6
y(t) = e−2t + t−3e−4t
2
3
1
6
y(t) = e−2t + t3e−4t
1
3
1
6
A
y(t) = t−1[Y (s)]
y(t) = t−1 [ + ]
y(t) = Ł−1 [ ] + Ł−1 [ ]
y(t) = Ł−1 [ ] + Ł−1 [ ]
2/3
(s + 2)
1
(s + 4)4
2/3
(s + 2)
1
(s + 4)4
2
3
1
(s + 2)
1
(s + 4)4
Ł−1 [ ] = e−at
ι−1 [ ] =
1
s + a
1
(s + b)n
tn−1e−bt
(n − 1)!
y(t) = e−2t + t3e−4t
2
3
1
6
=
T′(s)
Ts(s)
1
20s+1
 Questão10
a
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25,3 °C
 35,3 °C
 45,3 °C
Respondido em 09/11/2023 19:51:02
Explicação:
Podemos escrever a entrada desse processo em duas etapas:
A equação b representa uma função degrau para essa entrada que pode ser escrita da seguinte forma:
A constante 57 é obtida a partir da subtração dos extremos da função degrau, ou seja, 53.
No estado estacionária temos que:
Lembrando que a variável desvio é escrita como:
Considerando as equaçôes e E:
A função de transferência para a equação é dada por:
Combinando a equação com a equação :
Decompondo em fraçôes parciais:
Aplicando a transformada inversa na equaçã̃o I:
Vamos reescrever a equação em termos de com a seguinte transformação: , assim, e
considerandot na equação , temos:
Para obter o valor máximo da temperatura no termopar, precisamos derivar a equação L:
Tz(t) = {
23∘C t < 0
80∘C t ≥ 0
}
S(t)
Ts(t) = 23 + 578(t)
80−
¯̄¯̄Tz =
¯̄¯̄T = 23∘C
T′s = Ts −
¯̄¯̄
Ts
C, D
T ′s (t) = 57,  S(t)
F
T ′s (t) =
57
s
A G
T′s(t) =
57
 s(20 s + 1)
T′s(t) = −
57
 s
855
20 s + 1
T′(t) = 57. S(t) − 855. S(t)
 T′(t) = 57. S(t)(1 − e−t/20)
e−t/20
20
K T (t) T ′(t) = T(t) − T̄
≥ 0 K
T(t) = 23 + 57(1 − e−t/20)
= e−t/20
dT
dt
1
20
09/11/2023, 21:32 Estácio: Alunos
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A derivada obtidana equação 20 fornecerá valores maiores que zero, logo, há temperatura sempre aumenta, assim, o valor
da temperatura máxima é obtido no tempo máximo que o termopar �cou mergulhado no líquido, o que nesse caso é de 10
segundos. Na equação L:
Tmax = T(20) = 23 + 57(1 − e−10/20)
Tmax = 45, 43
∘C