Controle Automático em Bioprocessos

Prévia do material em texto

<p>Profa. Ma. Jéssyca Cipriano Barbosa Vasconcelos</p><p>INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE DE BIOPROCESSOS</p><p>Universidade Federal do Tocantins</p><p>Campus de Gurupi</p><p>Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia</p><p>Gurupi - 2024</p><p>Sumário</p><p>Modelagem e simulação de controle automático;</p><p>Válvulas de controle automático.</p><p>Considerações:</p><p>Isotérmico;</p><p>Sem reação;</p><p>ρ constante;</p><p>Tanque aberto;</p><p>Tanque com geometria uniforme.</p><p>h</p><p>LT</p><p>LC</p><p>I</p><p>P</p><p>Transformação da modelagem em um sistema de controle automático.</p><p>Controlador proporcional integral derivativo ou simplesmente P.I.D</p><p>proporcional</p><p>integral</p><p>derivada</p><p>Algoritmo de controle mais usado na indústria e tem sido utilizado em todo o mundo para sistemas de controle industrial.</p><p>Técnica de controle de processos que une as ações derivativa, integral e proporcional, fazendo assim com que o sinal de erro seja minimizado pela ação proporcional, zerado pela ação integral e obtido com uma velocidade antecipatória pela ação derivativa.</p><p>Estes três modos de controle são também designados de ações de controle, cada uma delas reagindo de forma distinta ao erro presente nos sistemas.</p><p>1 – O controle proporcional (P) ajusta a variável de forma proporcional ao erro.</p><p>2 – O controlo integral (PI) ajusta a variável de controle baseando-se no tempo em que o erro acontece.</p><p>3 – O controlo derivativo (PD) ajusta a variável de controlo tendo como base a taxa de variação do erro.</p><p>DIAGRAMA SISTÊMICO</p><p>TANQUE</p><p>H (l)</p><p>Valor de referência (setpoint)</p><p>Desvio ou erro</p><p>Controle</p><p>Controlador</p><p>Válvula</p><p>Vazão (F2)</p><p>Manha de Controle</p><p>Abertura</p><p>Abertura= Abert ss + Kc * [( erro (t)) +.......</p><p>Simulação de controle automático</p><p>Abertura= Abert ss + Kc * [( erro (t)) +.......</p><p>https://www.scilab.org/download/scilab-2024.1.0</p><p>Simulação de controle automático</p><p>Abrir programa editor de texto</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>Salvar e executar</p><p>Resposta gráfica de um sistema de primeira ordem</p><p>Atuador: válvula de controle</p><p>Anatomia</p><p>O elemento final de controle mais utilizado nas industrias é a válvula de controle.</p><p>Válvula: capaz de variar a restrição ao escoamento de um fluido em resposta a um comando recebido na forma de um sinal padrão.</p><p>Válvula de esfera</p><p>Classificada como Válvula de bloqueio</p><p>Gás liquefeito de petróleo(GLP)</p><p>Pode ser utilizada como uma válvula de controle?</p><p>Válvula de controle pneumático</p><p>Haste da válvula: balanço entre duas forças:</p><p>Tensão de uma mola;</p><p>Força exercida sobre o diafragma.</p><p>Condições de projeto e instalação= Entrada de ar (sinal) + obturador ( baixo ou encima)</p><p>Sinais de válvulas</p><p>Posicionadores eletropneumáticos: Permitem enviar um sinal de 4 a 20 mA c.c diretamente à válvula( sinal analógico)</p><p>Em outros sistemas o sinal eletrônico deve ser convertido em sinal pneumático por meio de um conversor I/P</p><p>Os sinais de controle pneumático são tradicionalmente baseado em uma faixa de pressão de 3-15 psi (0,2-1,0 bar), para a indústria, ou 0-10 V para sistemas HVAC (heating, ventilation, and air conditioning)</p><p>Atuador: válvula de controle</p><p>Funcionalidades</p><p>Posição inerente de falha: É a posição da válvula na ausência do sinal de controle externo. Esta especificação é dada pela necessidade de segurança do processo.</p><p>As válvulas de controle podem ser falha-fecha, quando o sinal de comando é interrompido e a mesma fecha (ar para abrir), ou falha-abre (ar para fechar).</p><p>Atuador: válvula de controle</p><p>Como eu escolho no processo que eu vou utilizar uma válvula deste tipo?</p><p>Como esta válvula vai implementar essa posição inerente da falha?</p><p>Posicionador</p><p>Exemplo da escolha da posição de segurança da válvula pneumática de controle</p><p>Trocador de calor</p><p>Condensar</p><p>Usina alcooleira</p><p>Vapores de álcool etílico e água</p><p>T°C</p><p>Liquido de etanol e água</p><p>Fluido refrigerante (água) F</p><p>Qual T°C?</p><p>Temperatura vai variar de acordo com as condições ambientais!</p><p>45°C</p><p>60°C</p><p>Falha abre</p><p>Depende da funcionalidade do equipamento!</p><p>Como eu consigo fazer que seja falha-fecha ou falha-abre?</p><p>Atuador: válvula de controle</p><p>A abertura ou fechamento das válvulas de controle automático geralmente é feito por atuadores elétricos, hidráulicos ou pneumáticos.</p><p>Obrigada pela Atenção!</p><p>E-mail:jessyca.cipriano123@gmail.com</p><p>(63) 98460-5900</p><p>image2.png</p><p>image3.png</p><p>image4.png</p><p>image5.png</p><p>image6.png</p><p>image7.jpeg</p><p>image8.jpeg</p><p>image9.png</p><p>image10.jpeg</p><p>image11.jpeg</p><p>image12.png</p><p>image13.png</p><p>image14.png</p><p>image15.png</p><p>image16.png</p><p>image17.png</p><p>image18.png</p><p>image19.jpeg</p><p>image20.jpeg</p><p>image21.jpeg</p><p>image22.png</p><p>image23.jpeg</p><p>image24.png</p><p>image25.jpeg</p><p>image26.png</p><p>image27.jpeg</p><p>image28.png</p><p>image29.png</p><p>image30.png</p><p>image31.jpeg</p><p>image32.jpeg</p><p>image33.png</p><p>image34.png</p><p>image35.png</p><p>image36.png</p><p>image1.jpeg</p>