Exercícios por Temas no SAVA - Tema 01

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A
B
C
1 Marcar para revisão
Os dispositivos de medição, como os sensores
e transmissores, são equipamentos essenciais
para o controle de processo. Não obstante, os
dispositivos de atuação, como as válvulas de
controle, são utilizados para implementar as
ações de controle no processo. A descrição
acima corresponde a uma atividade de
hierarquia de controle de:
Segurança e meio ambiente.
Planejamento e programação.
Controle regulatório.
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D
E
Otimização em tempo real.
Medição e atuação.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A alternativa Segurança e meio ambiente
está incorreta. O processo e a segurança
dependem do princípio de múltiplas
camadas de proteção que envolvem
agrupamentos de equipamentos e ações
humanas, mas não se relacionam
diretamente com a descrição apresentada
no enunciado.
A alternativa Planejamento e programação
também está incorreta. A etapa de
programação e planejamento é a mais alta
hierarquia do controle de processo, onde
são reunidas todas as informações como
taxas de produção, capacidade de
armazenamento e projeções de venda para
programar tudo de forma mais econômica e
segura possível. No entanto, isso não se
refere diretamente à descrição do
enunciado.
A alternativa Controle regulatório está
incorreta. O controle regulatório consiste
na aplicação de técnicas de controle como
a feedback e a feedforward para o melhor
controle possível das variáveis do
processo, mas não se encaixa na descrição
do enunciado.
A alternativa Otimização em tempo real
está incorreta. Nessa etapa, são avaliadas
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as condições operacionais em tempo real
da planta. Caso as condições ótimas do
processo mudem durante alguma
perturbação, é recomendado recalcular
essas condições visando aumentar o lucro
de produção. No entanto, isso não
corresponde à descrição do enunciado.
A alternativa Medição e atuação está
correta. A medição e a atuação são a linha
de frente do sistema de controle. Nesse
contexto, a medição da variável é realizada
por algum sensor e a resposta obtida é
utilizada para uma tomada de ação visando
controlar o processo, o que está em total
concordância com a descrição apresentada
no enunciado.
2 Marcar para revisão
O controle de processos industriais é a
metodologia certa para gestores que buscam
otimizar o fluxo operacional. Considere as
afirmações 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 afirmativas:
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A
B
C
D
E
I, apenas.
II, apenas.
III, apenas.
I e III, apenas.
I e II, apenas.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
E. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A afirmativa I está correta, pois no controle
proporcional a variável controlada é
ajustada de maneira proporcional ao erro.
Isso significa que a variável controlada não
consegue atingir o valor desejado
(setpoint) devido ao offset.
A afirmativa II também está correta, pois o
controle integral é baseado no tempo de
duração do erro. No entanto, se ocorrerem
mudanças bruscas na variável controlada,
o tempo em que o erro ocorre é muito
curto, fazendo com que a variável
controlada não retorne ao setpoint na
velocidade esperada.
Já a afirmativa III está incorreta. O controle
derivativo, que se baseia na taxa de
variação do erro, é eficaz para lidar com
mudanças bruscas na variável controlada.
No entanto, se houver muito ruído, esses
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A
B
serão amplificados, o que pode levar a
erros de controle.
3 Marcar para revisão
Na Figura abaixo está apresentada uma malha
de controle para uma coluna de destilação.  Os
elementos LT, FT e PT são, respectivamente,
medidores de nível, fluxo e pressão, enquanto
LC, FC e PC simbolizam, nesta ordem,
controladores de nível, fluxo e pressão. A partir
desse esquema podemos afirmar que:
Fonte: YDUQS, 2023.
A alimentação é uma variável de
perturbação.
A alimentação é uma variável
manipulada.
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C
D
E
A vazão de vapor para o condensador
de topo é controlada pela vazão de
alimentação.
A vazão de vapor no refervedor é
controlada pela pressão da coluna.
A vazão do destilado depende apenas
do nível de líquido no acumulador.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A alimentação é uma variável de
perturbação. Correta, a alimentação é uma
perturbação uma vez que não é possível
manipulá-la livremente, uma vez que é
oriunda de outro processo a montante
A alimentação é uma variável manipulada.
Incorreta, a alimentação é uma variável de
perturbação.
A vazão de vapor para o condensador de
topo é controlada pela vazão de
alimentação. Incorreta, pois a vazão de
vapor para o condensador no topo da
coluna é controlada pela pressão da
coluna.
A vazão de vapor no refervedor é
controlada pela pressão da coluna.
Incorreta, a vazão de vapor no refervedor é
controlada em função da vazão de
alimentação da coluna
A vazão do destilado depende apenas do
nível de líquido no acumulador. Incorreta, a
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A
B
C
D
E
vazão de destilado é controlada em função
do fluxo de líquido que deixa o acumulador.
4 Marcar para revisão
Na figura, vê-se um diagrama de controle
mostrando a ação do controlador. No esquema
mostrado, P, Q e o tipo de ação sobre a variável
controlada são, respectivamente:
Fonte: YDUQS, 2023.
Setpoint, resultado, direta.
Setpoint, resultado, indireta.
Setpoint, correção, direta.
Sinal, correção, direta.
Sinal, resultado, indireta.
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Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
P representa o setpoint da variável
controlada do processo que deve ser
mantido pelo controlador.
Q representa o sinal da variável controlada
após as correções executadas pelo
controlador a partir de uma
retroalimentação da medição da variável no
comparador.
A ação de controle sobre a variável
controlada é direta. Com o setpoint
estabelecido, mede-se a variável
controlada, o sinalé enviado ao
comparador e após as ações do controle,
temos a variável sendo ajustada.
5 Marcar para revisão
Sistema de controle são muito utilizados na
indústria. Considere o sistema de controle
apresentado na Figura abaixo:
Fonte: YDUQS, 2023.
Questão 3 de 10
Corretas �4�
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
Exercicio
Introdução Ao Controle De
Processos
Sair
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A
B
C
D
E
O tipo de controle ilustrado no sistema acima é:
Antecipativo, apenas.
Manual típico, apenas.
Antecipativo associado a um controle
por retroalimentação.
Por retroalimentação com ação
automatizada.
Por retroalimentação com ação
manual.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Antecipativo, apenas. Correta, o sistema de
controle apresentado na Figura é do tipo
feedforward ou antecipativo. Aqui estamos
medindo a variável perturbação de modo a
ajustar a variável manipulada para manter a
variável controlada dentro do valor
esperado.
Manual típico, apenas. Incorreta, uma vez
que há um sistema de controle instalada.
Antecipativo associado a um controle por
retroalimentação. Incorreta, uma vez que o
sistema de controle instalado é apenas o
feedforward.
Corretas �4�
Incorretas �6�
Em branco �0�
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A
B
C
D
E
Por retroalimentação com ação
automatizada. Incorreta, uma vez que o
sistema instalado não é o feedback
(retroalimentação. Aqui estaríamos
medindo a variável controlada e tomando
uma ação para corrigi-la através do ajuste
da variável manipulada.
Por retroalimentação com ação manual.
Incorreta, uma vez que há um sistema de
controle instalado.
6 Marcar para revisão
Uma operação bem-sucedida de um processo
requer que variáveis como vazão, temperatura e
pressão sejam operadas próximas ao setpoint.
A utilização de técnicas de controle como a
feedback e a feedforward, assim como técnicas
avançadas de controle permitem o controle
satisfatório das variáveis supracitadas. A
descrição acima corresponde ao nível
hierárquico de:
Medição e atuação.
Controle regulatório.
Otimização em tempo real.
Planejamento e programação.
Controle multivariável e de restrição.
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Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
B. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Medição e atuação: Esta alternativa é
incorreta. A medição e a atuação são a
linha de frente do sistema de controle.
Neste nível, a variável é medida por algum
sensor e a resposta obtida é utilizada para
uma tomada de ação visando controlar o
processo.
Controle regulatório: Esta é a alternativa
correta. O controle regulatório envolve a
aplicação de técnicas de controle, como
feedback e feedforward, para o controle
mais eficaz possível das variáveis do
processo.
Otimização em tempo real: Esta alternativa
é incorreta. Neste nível, as condições
operacionais da planta são avaliadas em
tempo real. Se as condições ótimas do
processo mudarem durante alguma
perturbação, é recomendado recalcular
essas condições para aumentar a
lucratividade da produção.
Planejamento e programação: Esta
alternativa é incorreta. O planejamento e a
programação representam a hierarquia
mais alta do controle de processo. Neste
nível, todas as informações, como taxas de
produção, capacidade de armazenamento
e projeções de venda, são reunidas e
programadas para que tudo ocorra da
maneira mais econômica e segura possível.
Controle multivariável e de restrição: Esta
alternativa é incorreta. O controle
multivariável e de restrição tem dois
objetivos principais: estabelecer relações
entre as diversas covariâncias das variáveis
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A
B
controladas e variáveis manipuladas e
estabelecer o limite mínimo e máximo que
as variáveis controladas podem ser
submetidas em função das restrições de
processo, visando colocar um setpoint
razoavelmente distante dessa situação.
7 Marcar para revisão
O diagrama de blocos, descrito na figura
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.
Correção, setpoint, variável
manipulada, ação.
Ação, variável manipulada, resultado,
setpoint.
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C
D
E
Perturbação, variável manipulada,
resultado, setpoint.
Perturbação, variável manipulada,
correção, setpoint.
Setpoint, correção, variável
manipulada, ação.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
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.
8 Marcar para revisão
Considere o diagrama esquemático de controle
para um sistema de aquecimento doméstico
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A
B
C
que consiste em um forno a gás e um
termostato.
Fonte: YDUQS, 2023.
O aquecedor opera na condição de liga e
desliga dependendo da temperatura �T�
marcada no termostato. Na Figura podemos
identificar a variável Q como o calor fornecida
pelo aquecedor, Qi é o calor gerado no interior
da residência devido a presença de pessoas e
equipamentos, T0 é a temperatura ambiente na
parte externa da residência e V0 é a velocidade
do vento na parte externa da residência.
Baseado no esquema de controle proposto
podemos afirmar que:
A variável manipulada é o calor
fornecido pelo aquecedor.
O calor fornecido pelo aquecedor é
uma perturbação.
A variável T é uma perturbação.
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D
E
O termostato é o controlador desse
processo.
A temperatura ambiente e a
velocidade do vento não vão
influenciar no controle de temperatura
da residência.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A variável manipulada é o calor fornecido
pelo aquecedor. Correta: a variável
manipulada é o calor fornecido pelo
aquecedor, uma vez que devido a sua
variação, a temperatura ano interior da sala
pode aumentar ou diminuir.
O calor fornecido pelo aquecedor é uma
perturbação. Incorreta: o calor fornecido
pelo aquecedor é a variável manipulada.
Perturbações não são possíveis de serem
controladas livremente.
A variável T é uma perturbação. Incorreta: a
variável controladaé a temperatura T, que
é o valor que desejamos controlar e
estabelecer em um determinado setpoint.
O termostato é o controlador desse
processo. Incorreta: o termostato é o
elemento que mede a variável a ser
controlada, nesse caso a temperatura T.
A temperatura ambiente e a velocidade do
vento não vão influenciar no controle de
temperatura da residência. Incorreta: a
temperatura ambiente e a velocidade do
vento são perturbações e podem
influenciar na transferência de calor que
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A
B
C
ocorre entre a residência e o ambiente
externo.
9 Marcar para revisão
Os controles feedback e feedforward são
amplamente utilizados para o controle de
plantas industriais. Sobre esse tema, analise as
afirmações a seguir:
I. Os controles feedback e feedforward
requerem uma variável medida.
II. A variável de processo a ser controlada é
medida em controle feedback.
III. O controle feedforward pode ser perfeito na
teoria desde que o controle possa agir na
variável manipulada mesmo que a variável
controlada permaneça igual ao seu valor
desejado.
IV. O controle feedforward pode fornecer um
controle perfeito, isto é, a saída pode ser
mantida em seu valor desejado, mesmo com um
modelo de processo imperfeito.
V. O controle feedback sempre agirá
independentemente da precisão de qualquer
modelo de processo que foi usado para projetá-
lo e a fonte de perturbação.
Estão corretas apenas as afirmativas:
I e II, apenas.
I, II e IV, apenas.
II, IV e V, apenas.
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D
E
IV e V, apenas.
I, II e III, apenas.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Afirmativa I � Correta: Tanto o controle
feedback quanto o feedforward necessitam
de uma variável medida. No caso do
feedback, a variável medida é a controlada,
enquanto no feedforward, o valor medido é
a variável de perturbação.
Afirmativa II � Correta: No controle
feedback, a principal característica é a
realimentação da variável controlada que é
medida.
Afirmativa III � Correta: Uma das grandes
vantagens do controle feedforward é que
ele não necessita que o sistema seja
afetado por qualquer perturbação, pois ele
age antes que isso ocorra. Portanto, pode
atuar mesmo enquanto a variável
controlada permanece no setpoint.
Afirmativa IV � Incorreta: A variável
controlada não pode ser mantida no
setpoint com um modelo de processo
imperfeito. O controle feedforward precisa
considerar e medir todos os valores da
perturbação, uma vez que nenhuma ação
corretiva é tomada para perturbações não
medidas.
Afirmativa V � Incorreta: O controle de
realimentação fornece ação reativa ao
sistema independentemente da fonte de
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A
B
perturbação, mas isso só ocorre depois
que a perturbação afetou o processo.
Portanto, as afirmativas I, II e III estão
corretas, o que corresponde à alternativa E.
10 Marcar para revisão
Na tabela abaixo estão apresentados alguns
exemplos de controle de processos:
Visando conciliar simplicidade, desempenho e
estabilidade em malha fechada, o controlador
mais adequado para o controle de vazão de
líquido, nível de líquido, temperatura em prato
de coluna de destilação e pressão em um vaso
é, respectivamente:
Proporcional, proporcional,
proporcional-integral-derivativo.
Proporcional, proporcional-derivativo,
proporcional-integral-derivativo.
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C
D
E
Proporcional, proporcional-derivativo,
proporcional.
Proporcional, proporcional,
proporcional-integral.
Proporcional, proporcional-integral-
derivativo, proporcional-integral-
derivativo.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Vazão de líquido e nível de líquido: o
controle proporcional é suficiente para o
controle dessas variáveis, uma vez que o
elemento final de controle (válvula) irá
trabalhar apenas variando a sua abertura.
Temperatura em prato de coluna de
destilação: aqui não é possível ocorrer um
offset, uma vez que a temperatura é um
dos principais parâmetros na operação de
uma coluna de destilação. Como há
mudanças bruscas de temperatura, a parte
derivativa resolve esse problema, enquanto
que para períodos sem longas variações, a
parte integral elimina o offset.