plc automação informatica industrial

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Disciplina: Automação e Informática Industrial
Engenharia Mecânica ênfase Mecatrônica
9030-014 (Rev.: 000)
Sumário
 Automação;
Fundamentos sobre controle de processos;
Instrumentação;
Controladores Programaveis.
Tópicos a Serem Abordados
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Sumário
O que é a automação
A palavra automação surgiu da palavra Automation (1960), que buscava enfatizar a participação de computadores no controle automático industrial.
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Sumário
O que é a automação
Automação: É a aplicação de técnicas, softwares e/ou equipamentos específicos em uma determinada máquina ou processo industrial.
A automação é um passo além da mecanização, onde máquinas são operadas por humanos auxiliando no seu trabalho.
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Sumário
Objetivos da Automação
Aumentar eficiência de um processo;
Maximizar a produção;
Redução do consumo de energia / matéria-prima;
Redução de emissão de qualquer espécie;
Redução do esforço ou interferência humana sobre um determinado processo;
Aumento da segurança, seja ela, humana, material ou mesmo informações relativas ao processo.
Redução de custo;
Aumentar qualidade;
Redução de tempos.
CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS 
Principais Vantagens da Automação
 Aumento de produção;
 Diminuição de custos;
 Melhoria na qualidade;
 Maior controle da produção.
CONCEITOS BÁSICOS DE AUTOMAÇÃO
AUTOMAÇÃO: NECESSIDADE DE ESPECIFICAÇÃO
 CONCEITOS BÁSICOS DE AUTOMAÇÃO
 
 CONCEITOS BÁSICOS DE AUTOMAÇÃO 
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Sumário
Abrangência da Automação
Nas residências: nas lavadoras de roupas e louças automáticas; nos microondas; nos controles remotos dos portões da garagem; etc.
Na rua: nos caixas de bancos automáticos; nos controladores de velocidades de automóveis; nos trens do metrô; nos cartões de crédito; etc. 
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Sumário
Abrangência da Automação
No trabalho: nos registradores de ponto automático; nos robôs industriais; no recebimento de matéria-prima através de um sistema automático de transporte de carga; na armazenagem do produto final num depósito automatizado; no controle de qualidade através de sistemas de medição e aferição; no controle de temperatura do ambiente; nos sistemas de combate a incêndio; etc.
No lazer: Nas máquinas automáticas de refrigerante; em esteiras automáticas da academia; nos DVD players; no videogames; etc.
AUTOMAÇÃO: ANÁLISE DE REQUISITOS 
Automação fixa – rigidez na configuração do equipamento; 
Automação programável – equipamento projetado para se ajustar às diferentes configurações do produto, principalmente produção em lotes; equipamento genérico; 
Automação flexível – possibilidade de ajuste de fabricação maior do que em lotes; a flexibilidade faz parte da estratégia de integração e resposta da empresa para atingir o mercado; tempo de adaptação e mudanças na linha reduzidos.
CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS 
CONCEITOS BÁSICOS DE AUTOMAÇÃO
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Sumário
Automação no meio produtivo
Processo Industrial Contínuo: Quando a produção é realizada de forma contínua sem interrupção.
Processo em Batelada: Quando a produção é feita em quantidades fixas.
Processo Discreto: Quando as quantidades produzidas são transformadas através de operações discretas.
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Sumário
Automação no meio produtivo
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Sumário
Automação no meio produtivo
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Sumário
Automação no meio produtivo
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Sumário
Tipos de Automação
Automação Residencial;
Automação Predial;
Automação Industrial;
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Sumário
Características e conceitos da Automação Industrial
Na Automação Industrial se reúnem três grandes áreas da engenharia:
A mecânica, através das máquinas que possibilitam transformar a matéria-prima em produto acabado;
A elétrica/eletrônica que disponibiliza motores, seus acionamentos e a eletrônica indispensável para instrumentalização e o controle das malhas de produção;
A informática que através das arquiteturas de banco de dados e de redes de comunicação permitem disponibilizar a informação a todos os níveis da empresa.
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Sumário
Características e conceitos da Automação Industrial
Deste modo, a automação tão presente nas atividades humanas, está presente nos processos industriais, com o mesmo objetivo básico, que é facilitar o processo produtivo, permitindo produzir bens com:
Menor custo;
Maior quantidade;
Melhor qualidade;
Menor tempo.
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Aspectos gerais da Automação
Segundo o grau de complexidade, a automação industrial pode ser classificada como:
Automação especializada (menor complexidade)
Automação de âmbito local (média complexidade)
Grandes sistemas de automação (maior complexidade)
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Sumário
Características e conceitos da Automação Industrial
Automação – Qualidade – Meio Ambiente
A automação se tornou vital para as empresas no mundo globalizado.
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Sumário
Componentes básicos da Automação
PROCESSO
Sensores
Atuadores
Instrumentação
Processamento / Controle
Automação
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Sumário
Componentes básicos da Automação
Quais os componentes básicos da automação no exemplo.
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Sumário
Componentes básicos da Automação
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Sumário
Componentes básicos da Automação
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Sumário
Componentes básicos da Automação
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Sumário
Componentes básicos da Automação
Quer um conselho?
Nunca tente realizar uma automação sem antes conhecer o processo a fundo. 
O conhecimento a fundo do processo é a chave de uma ótima automação!
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Tipos de sistema dos processos industriais
Sistemas dinâmicos acionados pelo tempo: São sistemas ligados a fenômenos químicos, térmicos e físicos. Sistemas regidos por equações diferenciais.
Sistemas dinâmicos a eventos discretos: São sistemas regidos por interrupções repetitivas, instantâneas ou esporádicas.
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Tipos de controle na automação
Controle dinâmico: Utiliza a medida da saída a fim de melhorar o desempenho operacional através de realimentação.
Controle Lógico ou Controle de Eventos: Respondem a eventos internos e externos de acordo com as regras desejáveis de um ponto de vista unitário.
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Tipos de controle na automação
Controle centralizado x Controle Distribuído
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Sistemas de Controle
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Sinal Discreto
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Tipos de controle na automação
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Sinal Analógico
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Malha de controle
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Processos Automatizados
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Tipos de controle na automação
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Malha aberta X malha fechada
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Fatores de desempenho de sistemas de controle
 
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Modelos Matemáticos de sistemas
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Modelamento Matemático
Tipos de controle na automação
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Modelamento Matemático
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Modelamento Matemático
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Modelamento Matemático
9030-014 (Rev.: 000)
Tipos de controle na automação
9030-014 (Rev.: 000)
Projeto de sistemas de controle
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SISTEMAS SUPERVISÓRIO 
Malha Aberta x Malha Fechada
EXEMPLO: SFC PORTÃO AUTOMÁTICO
AUTOMAÇÃO NO CHÃO DE FÁBRICA
Arquitetura da Automação Industrial
AUTOMAÇÃO NO CHÃO DE FÁBRICA
Visão crítica ao automatizar processos
Automação quase sempre gera desemprego;
A automação faz com que o homem use cada vez mais o cérebro e cada vez menos os músculos;
A automação requer cada vez mais um profissional mais qualificado.
AUTOMAÇÃO
NO CHÃO DE FÁBRICA
Visão crítica ao automatizar processos
 O sonho da automação era:
 Aumentar a qualidade de vida;
Diminuir a carga horária de trabalho;
Prover uma convivência melhor entre o ser humano e a natureza;
E por quê é apenas um sonho?
AUTOMAÇÃO NO CHÃO DE FÁBRICA
Visão crítica ao automatizar processos
Porque o capitalismo em que vivemos é incapaz de dividir de forma igual os produtos finais gerados.
AUTOMAÇÃO NO CHÃO DE FÁBRICA
Tendências da Automação
 Tecnologias sem-fio cada vez mais velozes e com custo menor;
Em chips extremamente pequenos residirá um alta carga de inteligência;
Controles baseados em PLC e PC serão obsoletos e caros;
Os sistemas microeletrônicos serão usados para miniaturizar sensores, atuadores, etc;
A propriedade da solução tecnológica será medida em meses e não mais em anos. 
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PSumárioPro
O sucesso da automação está diretamente ligada ao conhecimento do processo.
Estudo do processo:
 . PFD,
 . Entrevista com especialista,
 . Visita a instalações existentes, 
 . Reunião com operação e manutenção,
 . Consulta a possiveis fabricantes, 
 . Elaboração de fluxograma,
 . Elaboração de Memorial descritivo.
 . P&I
Processo
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PSumárioPro
PFD ( Diagrama de Fluxo de Processo)
Estudo do Processo - PFD
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PSumárioPro
Fluxograma
Estudo do Processo - Fluxograma
 Seu objetivo é fornecer uma representação gráfica dos elementos, componentes ou tarefas associados a um processo.
São úteis no propósito de documentar um processo, gerando o conhecimento das suas etapas e relações de dependências.
 Simbologia básica
Representa as entradas e saídas, bem como o incio e o fim do processo.
Utilizado para representar uma etapa ou atividade.
Identifica os pontos de tomada de decisão, onde a questão sim ou não é colocada.
Mostra a direção ou fluxo de um processo.
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PSumárioPro
Memorial Descritivo
Estudo do Processo – M. Descritivo
 Documento contendo a descrição através de texto do processo em estudo.
 Contém os detalhes de cada etapa.
 Variáveis a serem monitoradas;
 Detalhes das variávies monitoradas, assim como, range, influencia sobre o processo;
 Detalhes da execução da etapa. (Quando inicia, quando termina, gera alarme, o que a interrompe, etc).
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Estudo do Processo – P&I PFD
rioPro
P&I ( Processo e instrumentação)
*
Produção de Artefatos de Concreto
*
Produção de Artefatos de Concreto
*
Produção de Artefatos de Concreto
*
PFD – Produção de Artefatos de Concreto
Cimento
Agregados
Transportador Helicoidal
Válvula rotativa
Balança
Misturador
VibroPrensa
Água
Aditivo
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Objetivos
Memorial Descritivo
Recebimento de material;
Pesagem de agregados;
Pesagem de cimento / escória;
Transporte de agregados / cimento para misturador;
Adição de água / aditivo;
Mistura do concreto;
Enchimento do silo pulmão;
Operação da Vibroprensa;
Secagem;
Armazenagem;
Transporte.
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Sensores digitais
 - Contatos NA/NF;
 - Sinal de entrada/saída;
		* Analógicos
 * Digitais
 
Conceitos Básicos
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Conversores A/D e D/A
Utilização
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Conversores A/D e D/A
Conceitos Básicos
Número de Bits
Resolução
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Conversores A/D e D/A
Exemplo de conversor A/D
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
São dispositivos usados para mudar a forma ou valor do sinal
A exatidão das medições dependem das características do conversor usado no sistema de medição
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Erros introduzidos
Desvio no zero: É a componente constante do desvio, independente do sinal de entrada;
Desvio de amplitude na faixa nominal: É a diferença entre o real e o ideal do conversor, e cresce com o aumento da entrada;
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Desvio devido à linearidade: Desvio do sinal de saída da característica linear ideal;
Desvio devido à resolução: Causado pela impossibilidade do conversor de detectar variações menores que um determinado valor;
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Desvio devido à histerese: É devido à diferença dos valores obtidos quando a amplitude do sinal de entrada cresce e decresce;
Desvio devido à fase: Causado pela diferença entre o ângulo de entrada e de saída do sinal;
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Desvio devido à temperatura: Causado pela mudança da temperatura ambiente;
Desvio devido ao efeito de carga: Causado pela impedânca da carga;
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Composição:
Elementos Ativos
Elementos Passivos
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Elementos Passivos
São elementos que absorvem energia do sistema:
 Resistores;
 Indutores;
 Capacitores.
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Elementos Ativos
São elementos capazes de fornecer energia ao sistema e dar ganho no sinal:
 Fontes;
 Amplificadores operacionais.
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
 Conversores mais comuns:
 Tensão em tensão;
 Corrente em tensão;
 Resistência em tensão.
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Tensão em tensão
Pode ser feito através de divisores resistivos;
Pode ser feito por meio de amplificadores operacionais.
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Corrente em tensão
Pode ser feito por meio da inserção de um resistor de resistência conhecida;
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Resistência em tensão
Pode ser feito aplicando-se uma corrente conhecida sobre o resistor;
Pode ser feito através da ponte de wheatstone.
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Ponte de wheatstone
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- As resistências dos cabos, dos contatos, etc.., podem ser importantes e somarem-se à resistência do sensor. Desta maneira, existem vários tipos de montagens que podem ser realizadas, buscando minimizar esses efeitos: (a) dois fios, (b) três fios e (c) quatro fios. 
CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Isolamento:
 Galvânico
	
 Óptico
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Isolamento Óptico:
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CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Isolamento Galvânico:
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Objetivos
Instrumentação
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Sumário
Conceitos Básicos
Variáveis
Pressão
Vazão
Temperatura
 Nível
Simbologia
Instrumentos com inteligência embarcada
Conceitos 
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Objetivos
 
Introduzir conceitos em instrumentação Industrial
Absorver conceitos de variáveis industriais fundamentais e sua importância
Compreender como são medidas em suas diversas opções tecnológicas, e como especificar os instrumentos mais comuns
Familiarizar-se com os elementos que propiciam o controle, como válvulas e controladores de velocidade
Nivelar o conhecimento das linguagens e terminologia
Instrumentação
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Conceitos Básicos
Finalidade
Instrumentação
Instrumentos
Instrumentação
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Conceitos Básicos
Instrumentação: O termo instrumentação está relacionado a qualquer dispositivo ou conjunto de dispositivos utilizados para medir, indicar e registrar o valor das variáveis de processo.
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Conceitos Básicos
Instrumentos  dispositivo utilizado para medir e/ou
controlar uma variável, ou fazer as duas coisas.
Tipos de Instrumentos:
Instrumento cego 
Instrumento indicador 
Instrumento registrador
Instrumento controlador 
Instalação:	
Local ou 	Remoto 
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CNNonceit 
TERMINOLOGIA
VIM – Vocabulário Internacional 
de Termos Fundamentais 
e Gerais de Metrologia
Faixa de Medida (Range) 
Ex:100 – 500º C
Alcance (Span)
Ex:400 º C
Erro
Instrumento X Real
Estático
Regime permanente
Dinâmico
Regime Transitório
Exatidão 
Aptidão ao valor Real do Instrumento
Precisão 
Grau de Espalhamento do Instrumento
X
Incerteza
Dispersão no resultado da medição
Tolerância
Similar à exatidão para componentes
Ex: resistor
Tendência (Bias)
Erro sistemático em toda a faixa
Discrição
Não alterar o valor medido
Linearidade
Leitura linear à medida
Resolução
Menor diferença entre indicações
Zona Morta
Max mudança da variavel sem alterar o instrumento
Sensibilidade
Variação do Valor indicado pela variação da variável
Deriva
Mudança de leitura por condições ambientais. 
Ex: Zero, sensibilidade, etc
Histerese
Erro Max qdo a variavel percorre escala ascendente e descendente
Nomenclatura- Conceitos Básicos 
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Caracteristicadd e s
Sensibilidade -> Também conhecida como ganho é a razão entre o sinal de saída e o sinal de entrada.
 Para os sensores analógicos é a relação entre uma variação na grandeza em questão e a medida fornecida pelo instrumento. Sensibilidade é maior se uma pequena variação no sinal de entrada provoca uma variação no sinal de saída.
 Exatidão -> Erro da medida realizada por um transdutor em relação a um medidor padrão.
Precisão -> é a característica relativa ao grau de repetibilidade do valor medido por um transdutor.
Linearidade -> é a curva obtida plotando os valores medidos por um transdutor sob teste contra os valores de um padrão. Comportamento ideal seria uma reta.
Alcance -> também chamado de “ range “ . Representa toda faixa de valores de entrada de um transdutor.
Estabilidade-> relacionada com a flutuação no sinal de saída de um transdutor.
Características importantes
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Velocidade de resposta  Velocidade com que a medida fornecida alcança o valor real do processo.
 OUTRAS CARACTERISTICAS
Facilidade de manutenção;
Custo;
Calibração;
Dimensões;
Faixa de trabalho;
Grau de proteção;
Encapsulamento;
Vida útil;
Sinal de saída;
Numero de contatos;
Etc.
Características importantes
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Precisão x Exatidão
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INCERTEZA TIPO A - OBTIDA POR MEIOS ESTATÍSTICOS
-
Incerteza da Medição
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Metrologia
INCERTEZA TIPO B - OBTIDA POR OUTROS MEIOS
INSTUMENTAL: EVIDENCIADA NAS CALIBRAÇÕES DE INSTRUMENTOS PADRÃO OU AVALIADAS DE FORMA DOCUMENTADA
OBSERVACIONAL: AVALIADA PELO OPERADOR COMO CONSEQUÊNCIA DAS DIFICULDADES DE OBSERVAÇÃO
AMBIENTAL: INFLUÊNCIAS NÃO SISTEMÁTICAS ATRIBUÍVEIS À INCERTEZA DE PARÂMETROS COMO TEMPERATURA AMBIENTE, ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE, PRESÃO ATMOSFÉRICA, ETC.
Incerteza da Medição
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OS SISTEMAS DE QUALIDADE (ISO-9000 p.ex.) EXIGE EM SEUS REQUISITOS O CONTROLE DAS MEDIDAS.
MUITOS DOS INSTRUMENTOS DE UMA PLANTA ESTARÃO SOB ESSA VIGILÂNCIA E DEVEM SER CALIBRADOS.
CALIBRAÇÃO É UM PROCEDIMENTO QUE VERIFICA (NÃO AJUSTA) AS CONDIÇÕES DE CONFIABILIDADE DE UM INSTRUMENTO DE MEDIDA.
O RESULTADO DA CALIBRAÇÃO É UM RELATÓRIO QUE EVIDENCIA OS ERROS ENCONTRADOS NO INSTRUMENTO, A INCERTEZA ASSOCIADA E SUA ADEQUAÇÃO AO USO.
PADRÕES UTILIZADOS PARA CALIBRAÇÃO DEVEM SER CALIBRADOS, CERTIFICADOS E CONTROLADOS COM A DEVIDA RASTREABILIDADE.
Calibração
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MetrologDe a
Sistema Internacional de Unidades 
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Sumário
Tabela de Grau de Proteção 
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Sumário
Pressão 
Conceitos Básicos
Variáveis
Pressão
Vazão
Temperatura
 Nível
Simbologia
Instrumentos com inteligência embarcada
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Pressão - Conceito
Definição: Relação entre valores de força e área: P=F/A
Unidade: N/m2 ou Pascal (Pa) (outras unidades: Kgf/cm2, Bar, mmHg, mmH2O, psi ...)
Pressão-Conceito 
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Pre~=---ssão -
ZERO ABSOLUTO (ausência de matéria)
PRESSÃO ATMOSFÉRICA
PRESSÃO ATMOSFÉRICA
PRESSÃO ABSOLUTA
PRESSÃO MANOMÉTRICA
PRESSÃO DIFERENCIAL
VÁCUO
Pressão-Nomenclatura 
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Pressão - Nomenclatura
Pressão Hidrostática é a pressão resultante do peso de uma coluna líquida que se encontra acima do ponto de medição. Depende da altura, da massa específica do líquido e da aceleração da gravidade. Independe das dimensões e do formato do reservatório.
Pressão Estática é a pressão tomada junto à parede de uma tubulação onde há um fluxo (vazão) na direção paralela a essa parede. É a pressão sem influências da velocidade.
Pressão-Nomenclatura 
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Pressã--o - Pressão
Evangellista Torricelli
1608-1647
É a pressão exercida, em todas as direções, pelo peso da massa de gases que compõe a atmosfera. 
Pressão-Atmosférica 
9030-014 (Rev.: 000)
Pressão 
9030-014 (Rev.: 000)
Pressã-o-Liquido- do
Manômetro de tubo em “U 
Manômetro de tubo inclinado 
Manômetro de reservatório 
Pressão-Coluna de Líquido 
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Pressão -
Manômetros de Bourdon
Sifão e selo diafragma
Bomba de Comparação
Balança de peso morto
Manômetro de Fole
Pressão-Manômetros 
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Medi=dores de
Quando se escolher os tipos de medidores de pressão, deve-se observar: 
Faixa de pressão a ser medida
Característica química do fluido 
Local de instalação do instrumento.
Pressão-Escolha de Medidores 
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Pressão -
Transmissores de pressão:
Diferencial
Manométrica
Absoluta
Pressão-Transmissores
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A célula capacitiva baseia-se na equação:
Pressão-Transmissores Capacitivos
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ão - Transmissores
Transmissor explodido, célula sensora capacitiva e configurador Hart
Pressão-Transmissores Capacitivos
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Pressão - 
Principal preocupação: presença de coluna líquida
Preferencialmente transmissor acima da tubulação; privilegiar trechos inclinados que evitem acúmulo de condensado; utilizar potes de condensação
Pressão-Transmissores 
Gases
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es
Principal preocupação: bolhas ou bolsões de gases
Preferencialmente transmissor abaixo da tubulação; privilegiar trechos inclinados ascendentes que retornem o gás à tubulação; utilizar potes de respiro.
 
Pressão -
Pressão-Transmissores 
Líquidos
9030-014 (Rev.: 000)
Principal preocupação: alta temperatura do vapor
A condensação é inevitável: preferencialmente transmissor abaixo da tubulação; usar a água como líquido de selagem; Utilizar potes de selagem; evitar possibilidade de vazamento ou expulsão do líquido de selagem; elevação de zero necessária.
Pressão-Transmissores 
Vapor
9030-014 (Rev.: 000)
es
Pressão-Transmissores 
9030-014 (Rev.: 000)
Pressão -
RACK DE TRANSMISSORES
Pressão 
9030-014 (Rev.: 000)
Pressão -
Pressão-Folha de Dados 
9030-014 (Rev.: 000)
ores
TAG, FUNÇÃO E LOCAL SÃO TEXTOS QUE SE PRESTAM A IDENTIFICAÇÃO DO INSTRUMENTO, TANTO DO PONTO DE VISTA DO USUÁRIO QUANTO PARA O FABRICANTE, QUE IDENTIFICA O EQUIPAMENTO, EM GERAL, COM UMA PLAQUETA GRAVADA
FABRICANTE E MODELO DEVEM SER INDICADOS SE FOREM CONHECIDOS PREVIAMENTE, OU NA REVISÃO FINAL "AS BUILT" QUANDO ESTIVER DEFINIDO. MAIS ÉTICO É ACRESCENTAR "OU SIMILAR" PARA NÃO PRIVILEGIÁ-LO NUMA LICITAÇÃO
 
O SINAL DE SAÍDA PODE SER ANALÓGICO OU EVENTUALMENTE UM PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO COMO FIELD-BUS FOUNDATION, PROFIBUS PA OU 4-20 mA + HART
 
Pressão-Folha de Dados 
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issores
A FAIXA CORRESPONDE AOS LIMITES DA VARIÁVEL DENTRO DOS QUAIS É POSSÍVEL AJUSTAR O
INSTRUMENTO. ESTÁ LIGADA AO MODELO. MUITAS VEZES O VALOR DE CALIBRAÇÃO PODE SER ATENDIDO POR MAIS DE UM MODELO OU FAIXA. O CRITÉRIO PODE SER UMA PADRONIZAÇÃO PARA INTERCAMBIABILIDADE COM OUTRAS APLICAÇÕES
A CALIBRAÇÃO INDICA AO FABRICANTE OS VALORES A SEREM CALIBRADOS CORRESPONDENTES À EXCURSÃO DO SINAL DE SAÍDA; OU AOS PROFISSIONAIS DE MANUTENÇÃO PARA EVENTUAL AJUSTE OU SUBSTITUIÇÃO. ESSE VALOR DEVE ESTAR DENTRO DA FAIXA.
Pressão-Folha de Dados 
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ssão -
A INDICAÇÃO LOCAL É UMA OPÇÃO DA APLICAÇÃO. INSTRUMENTOS QUE NÃO SERÃO CONSULTADOS NO CAMPO PODEM PRESCINDIR DELA COM CONSEQUENTE DIMINUIÇÃO DE CUSTO. EM GERAL EXIGE-SE ESTA INDICAÇÃO.
O MATERIAL DOS FLANGES É FUNÇÃO DA AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE E DO FLUIDO. OS MAIS COMUNS SÃO OS DE AÇO CARBONO E AÇO INOX. LIGAS MAIS RESISTENTES COMO O MONEL E HASTELLOY OU OUTRAS PODEM SER POSSÍVEIS.
NESSES LIMITES, EM GERAL, NÃO HÁ MUITAS OPÇÕES. O MELHOR É ESCOLHER UM LOCAL ONDE A TEMPERATURA NÃO SEJA TÃO ALTA.
ESSES LIMITES DE SOBREPRESSÃO E SOBRECARGA (SUPORTÁVEIS SEM DANOS) DEVEM SER DITADOS PELO PROCESSO. EXIGÊNCIAS DESNECESSARIAMENTE SEVERAS DEVEM SER EVITADAS PARA NÃO DESCLASSIFICAR FORNECEDORES
Pressão-Folha de Dados 
9030-014 (Rev.: 000)
Pressão -
O FLUIDO DE ENCHIMENTO DO SENSOR É DETERMINADO, PRINCIPALMENTE, PELA TEMPERATURA. EM GERAL SÃO DISPONÍVELS O SILICONE E FLUOROLUBE. PODE-SE DEIXAR A ESCOLHA PARA O FABRICANTE PROPOR.
A CONEXÃO ELÉTRICA RECEBEÁ O CONDUÍTE ELÉTRICO PARA SAÍDA DO CABO. É BOM PADRONIZAR TODOS OS INSTRUMENTOS DE UMA MESMA INSTALAÇÃO.
A CONEXÃO AO PROCESSO DETERMINARÁ O FLANGE ONDE SERÁ CONECTADO O TUBO DE SINAL DE PROCESSO. EM GERAL É DE 1/2"NPT COM ADAPTADOR OU 1/4" NPT SEM ADAPTADOR. SE HOUVER NECESSIDADE DE SELO REMOTO, INDICAR AQUI.
DEPENDE DA AGRESSIVIDADE DO FLUIDO. STANDARD EM AÇO INOX. OPÇÕES EM HASTELLOY, MONEL, TÂNTALO E OUTROS. OS ANÉIS DE VEDAÇÃO SÃO, EM GERAL, DE BUNA-N. OPCIONALMENTE EM VITON OU TEFLON.
Pressão-Folha de Dados 
9030-014 (Rev.: 000)
Pressão -
 
O FLANGE CEGO É UTILIZADO EM TRANSMISSORES DE PRESSÃO MANOMÉTRICA E ABSOLUTA. O ANEL DE VEDAÇÃO AQUI É O QUE VEDA O CABEÇOTE DO CIRCUITO ELETRÔNICO.
O SUPORTE DE FIXAÇÃO, EM GERAL, É ADEQUADO À FIXAÇÃO EM TUBO DE 2". PODE TER DIVERSOS FORMATOS CONFORME FABRICANTE. O DESENHO NA FOLHA DE DADOS É MAIS ESCLARECEDOR.
AQUI O INVÓLUCRO SERÁ FUNÇÃO TAMBÉM DO AMBIENTE. DEVE-SE, NESSE CASO, ESPECIFICAR A CLASSIFICAÇÃO DA ÁREA OU A NORMA DE PROTEÇÃO. COSTUMA SER PADRÃO DOS FABRICANTES À PROVA DE EXPLOSÃO E INTRINSECAMENTE SEGURO.
AS CONDIÇÕES DE PROCESSO DEVEM SER ESCLARECIDAS PARA QUE NÃO SE EXIMAM DE RESPONSABILIDADE NEM O FABRICANTE NEM O USUÁRIO. SE ESTE ÚLTIMO NÃO ESTIVER SEGURO DE ALGUMA CARACTERÍSTICA DAS ANTERIORES, PODE-SE DEIXÁ-LAS EM BRANCO PARA SEGUIR A SUGESTÃO DO FABRICANTE. 
 
Pressão-Folha de Dados 
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Pres--são----- -
É um instrumento de medição de pressão utilizado como componente do sistema de proteção de equipamento ou processos industriais.
Sua função básica é de proteger a integridade de equipamentos contra sobrepressão ou subpressão aplicada aos mesmos durante o seu funcionamento.
É constituído em geral por um sensor, um mecanismo de ajuste de set-point e uma chave de duas posições (aberto ou fechado).
Pressão-Pressostato 
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Pressão - Tipos de
Diferencial fixo ou ajustável
Quanto ao intervalo entre atuação e desarme os pressostato podem ser fornecidos com diferencial fixo e diferencial ajustável.
O tipo fixo só oferece um ponto de ajuste, o de set-point, sendo o intervalo entre o ponto de atuação e desarme fixo.
O tipo ajustável permite ajuste de set-point e também alteração do intervalo entre o ponto de atuação e desarme do pressostato.
Contato SPDT e DPDT
SPDT (Single pole Dual Through) que é composto basicamente por um terminal comum, um contato normal aberto (NA) e um contato normal fechado (NF)
DPDT (Dual pole Dual Through) que é composto de duplo contato, ou seja, dois comuns, dois NA e dois NF sendo um reserva do outro.
Pressão-Pressostato 
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Pressão - Pressostato
Aplicações 
	Chave para alarme ou controle liga/desliga, atuada por pressão diferencial para processos químicos, petroquímicos, alimentícios, usinas geradoras de energia, etc.
Pressão-Pressostato Diferencial 
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Pressão - Pressostatos
A escolha certa do Pressostato depende de :
Vida útil do pressostato
Tempo de resposta
Pressão de Teste
Função do Pressostato
Tipos de caixa disponíveis
Seleção da faixa ajustável
Grau de Proteção
Pressão-Pressostato 
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Pressão - Instalados
Pressão-Pressostato 
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Sumário
Vazão 
Conceitos Básicos
Variáveis
Pressão
Vazão
Temperatura
 Nível
Simbologia
Instrumentos com inteligência embarcada
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Volume (ou massa) de um fluido por unidade de tempo
Vazão volumétrica, em condições de referência (Nm3/h, Nl/s, Scfm... Referências 0°C, 760 mm Hg, 20°C, 1 atm.
Vazão volumétrica, em condições reais, como o fluido se encontra ao ser medido…m3/h, l/s, cfh, etc.
Vazão Mássica: Kg/h, ton/dia, lb/s, etc.
Vazão-Conceitos
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Definição: É a medida da taxa de transferência ou transporte de material por unidade de tempo
Unidades: Volume (ou massa) por unidade de tempo: m3/s, kg/h, ton/h, m3/h, L/min, Barris/dia, gpm, cfm...
Vazão-Conceitos
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Vazão - Conceitos
Fluxo laminar e turbulento
Vazão-Conceitos
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Vazão - Conceitos
	Número de Reynolds
	É um número adimensional que define se um fluido está escoando de forma
	laminar ou turbulenta. Pode ser definido como a relação entre forças dinâmicas de escoamento mássico e a resistencia ao descolamento das camadas devido à sua viscosidade.
	Onde: 
 ReD é o número de Reynolds para escoamento em tubos
	Vgpm é a vazão em Galões por Minuto
	G é a Densidade do fluido
	icp é a viscosidade do fluido em CentiPoise
	Din é o Diametro Interno do tubo em Polegadas
Sumrio
Sumrio
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Vazão - Conceitos
Número de Reynolds
Considera-se um escoamento laminar quando o numero de Reynolds é < 2000 e escoamento turbulento quando Re > 4000.
Entre estes dois limites o escoamento é crítico ou de transição, ou seja imprevisível.
Perfis de Escoamento
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Vazão - Conceitos
Perfis de Escoamento
Vazão-Conceitos
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Elementos Primários de Vazão
Deprimogêneos
Rotâmetro
Magnético
Mecânicos
Deslocamento Positivo
Turbinas
Outros
Vazão-Medição
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Elementos Primários de Vazão
Deprimogêneos ( alguns exemplos )
Placas de Orifício
Concêntrico
Excêntrico
Segmental
Venturi
Pitot
Anubar
Bocais
Aerofólio
V-Cones, etc...
 de
Vazão-Medição
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Vazão - Técnicas de
Vazão-Medição
 Se denomina assim ao elemento primário cuja instalação produz diferença de pressões (perda de carga), que se vincula com a vazão do fluído que circula, em uma relação determinada.
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Vazão-Medição
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Vazão-Placa de Orifício
 O sensor consiste em placas precisamente perfuradas, as quais são instaladas perpendicularmente ao eixo da tubulação. É essencial que as bordas do orifício estejam sempre perfeitas, porque, se ficarem, imprecisas ou corroídas pelo fluído, a precisão da medição será comprometida.
 Comumente, são fabricadas com aço inox, monel, latão, etc., dependendo do fluído.
 A placa de orifício é o sensor de vazão mais comumente utilizado, mas cria um ΔP grande não recuperável devido à turbulência em torno do prato, que conduz ao consumo de energia elevada (Foust, 1981).
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ca de o
O fluido, ao passar por uma restrição de área menor que a da tubulação, provoca uma diferença de pressão que é proporcional ao quadrado da vazão
Vazão-Placa de Orifício
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Dividindo por V todos os termos
Equação de Bernoulli
Substituindo m/V por ρ

ca de o
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
Correção da massa específica em vazão de gases
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
Tipos:
Vazão-Placa de Orifício
a) Orifício concêntrico: Orifício concêntrico: Este tipo de placa é utilizado para líquidos, gases e vapor que não contenham sólidos em suspensão.
b) Orifício excêntrico: Utilizada quando tivermos fluído com sólidos em suspensão, os quais possam ser retidos e acumulados na base da placa, sendo o orifício posicionado na parte de baixo do tubo.
c) Orifício segmental: Esta placa tem a abertura para passagem de fluido, disposta em forma de segmento de círculo. É destinada para uso em fluídos laminados e com alta porcentagem de sólidos em suspensão.
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Vazão - Placa de
Tomadas de Pressão
TOMADAS NOS FLANGES
As placas de orifício com tomadas no flange são mais comumente utilizadas em tubulações de pequenos diâmetros, em geral de uma a quatro polegadas. As tomadas são executadas no flange em rosca 1/2” NPT ou BSP usualmente.
TOMADAS DE RAIO
Esse tipo de tomada é preferencial para grandes diâmetros de tubulação.
TOMADAS “VEIA CONTRAIDA”
Esse tipo de tomadas procura obter o máximo de pressão diferencial e é utilizada, em geral, em fluidos cuja pressão é baixa a ponto de ser crítico o P.
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
Placa com Tomadas 
no flange
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
VANTAGENS
 Simples e robusto;
 Boa precisão;
 Instalação fácil;
 De baixo custo;
 Fácil manutenção e troca simples;
 Sem calibração ou simples recalibração é necessária para atender os cálculos, tolerâncias e de instalação segundo a norma ISO 5167.
DESVANTAGENS
 Alta perda de carga;
 Baixa rangeabilidade;
 A borda do orifício pode corroer ao longo do tempo, particularmente se o vapor é úmido ou sujo. Isto irá alterar as características do orifício, e precisão será afetada. A inspeção regular e a substituição é, portanto, necessário para garantir a confiabilidade e precisão.
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
NORMA
ISO 5167 (1991)
Aplicação: Fluido monofásico, regime contínuo, velocidade sub-sônica
Diâmetros: 50 a 1200 mm
No. de Reynolds: >3150
Tomadas de raio (D-D/2) e de Flange (1" - 1")
0,2<β<0,75 para gases
0,2<β<0,80 para líquidos
SOFTWARE: ISA KENONIC baseado na norma ISO-5167 
Literatura: 	Miller, R.W. Flow Measurement Engineering Handbook, 1996
		Spitzer, D.W. Flow Measurement, 1996
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
Vazão-Placa de Orifício-Instalação
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Vazão - Placa de
Dimensões de uma placa de orifício
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
A vazão máxima é aquela que determina a faixa de operação do transmissor. Devemos preferir valores arredondados imediatamente acima da vazão máxima de operação
A vazão nominal é utilizada apenas para otimização do cálculo nessa região
O diâmetro interno da tubulação deve ser informado com precisão
Pressão de operação é um dado fundamental para vazão de gases: deve ser informada a condição nominal ou mais provável. Será a pressão de cálculo da placa de orifício
Essa é a pressão que determinará a calibração do transmissor de pressão diferencial: é o delta-p que ocorrerá na vazão máxima indicada acima. Em geral ela é uma fração da pressão nominal do fluido (entre 5 e 20%), escolhida também pelos critérios de disponibilidade de pressão no sistema.
Temperatura de projeto, assim como a pressão, é particularmente importante na aplicação em gas
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
As posições das tomadas (radius taps, vena contracta, flange taps ou pipe taps) determinam as equações que serão utilizadas para calcular.
A pressão atmosférica local é uma informação que complementa os valores de pressão manométrica informados
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
A pressão e temperatura de referência indicam em que condições se considera o volume Normal. Aplica-se em gases.
O material da placa depende da agressividade fo fluido. Quase sempre é em aço inoxidável. Essa informação também se presta ao cálculo de dilatação em função da temperatura.
A espessura da placa depende do diâmetro da tubulação: é fator de robustez, porém está limitado a cerca de 2% desse diâmetro. Em caso de não se poder atender (tubulações de pequeno diâmetro) pode ser feito um chanfro.
O diâmetro externo da placa depende dos flanges que irão fixá-la
A Especificação dos flanges, além de determinar o diâmetro externo da placa, deve ser informado aos projetistas responsáveis pelo projeto da tubulação, ou consultada no campo, se existente.
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
Essas características do fluido são fundamentais. Massa específica, viscosidade, relação de calores específicos, umidade do gás podem ser obtidos em tabelas e/ou calculados em função da composição do gás
O material da tubulação se presta apenas à avaliação do coeficiente de dilatação da mesma.
Vazão-Placa de Orifício
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Vazão - Placa de
O beta é o principal resultado dos cálculos. Valores entre 0,3 e 0,7 são razoáveis. Fora desses limites devemos verificar o dimensionamento da tubulação ou escolher outro valor de pressão diferencial que o leve para dentro dos limites.
As dimensões para fabricação são obtidas diretamente dos dados e do beta.
O número de Reynolds apenas nos indica a condição em que placa vai operar. Há restrições de aplicação nas normas quanto aos limites desse valor. Entre 40.000 e alguns milhôes estão os valores razoáveis
O método de cálculo indica a norma a ser utilizada: ISO-5167, AGA-3, ou indicação de literatura especializada.
Vazão-Placa de Orifício
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bo de
Melhor compatibilidade com sólidos em suspensão!
Menor perda de Carga!
Menores trechos retos exigidos!
Mais caro…
Giovanni Battista Venturi  (1746 - 1822) 
Vazão-Venturi
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bo de
Vazão-Bocal
 O perfil dos bocais de vazão permite sua aplicação em serviços onde o fluído é abrasivo e corrosivo. O perfil de entrada é projetado de forma à guiar a veia fluída até atingir a seção mais estrangulada do elemento de medição, seguindo uma curva elíptica (projeto ASME) ou pseudoelíptica (projeto ISA).
 São frequentemente utilizados como elementos de medição para o ar, gás e de vapor com alta velocidade,em aplicações industriais. Recomendado p/ tubulações > 50mm.
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão-Porcentagem de Perda de Pressão
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Vazão-Curva
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Vazão - Pitot
Vazão-Pitot
Pressão de total = Pressão estática + Pressão dinâmica
Pressão dinâmica é proporcional ao quadrado da velocidade.
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Vazão - Pitot
Vazão-Pitot
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Vazão - Annubar
Vazão-Anubar
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Vazão - Annubar
Vazão-Anubar
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Vazão - Cone
Vazão – V-Cones
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Vazão - Cone
Vazão - V-Cones
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Vazão - Cone
Vazão - Impurezas
	Quando se mede vazão de líquidos sujos, as partículas podem corroer o sensor colocado no fluido, ou as partículas podem-se acumular e alterar a leitura, resultando em uma medição imprecisa.
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Vs
Vazão-Rotâmetros
 Rotâmetros são medidores de vazão por área variável, nos quais um flutuador varia sua posição dentro de um tubo cônico, proporcionalmente à vazão do fluido. Basicamente, um rotâmetro consiste de duas partes:
 1) um tubo de vidro policarbonato
(ou plástico) orientado verticalmente com a extremidade mais larga no topo.
 2) No interior do tubo cônico há um flutuador que se moverá verticalmente, em função da vazão medida.
 A precisão pode ser tão boa como 1% na escala completa.
 Flutuadores magnéticos podem ser utilizados para alarme e funções de transmissão de sinal.
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Vs
Vazão-Rotâmetros
Vantagens:
 Saída linear.
 Simples e robusto.
 Queda de pressão é mínima e constante.
Desvantagens:
 O tubo tem de ser montado verticalmente.
 Tubos cónicos transparentes resistente à pressão e temperatura.
Aplicações típicas:
 
 Medição de gases.
 Aplicações laboratoriais.
 Rotâmetros são por vezes utilizados como um dispositivo indicador de fluxo, em vez 
de um dispositivo de medição de fluxo.
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Vs
Vazão-Rotâmetros
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Vs
Elementos Primários de Vazão
Magnético
Geram pequena tensão elétrica quando líquidos condutores fluem através de um campomagnético
Bons para líquidos, lamas, “slurries”, inclusivefluidos muito corrosivos.
Alta rangeabilidade (até 100:1)
Perda de carga igual a um trecho de tubo
Pouca manutenção
Vazão-Magnéticos
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Vs
Vazão-Magnéticos Primarios
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Vazão - Medidores
Vazão-Magnéticos
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Vazão - Medidores
A aplicação se restringe apenas a líquidos condutores de eletricidade. 
A tubulação deve ser de material isolante, ou pelo menos, revestida internamente com material isolante para que não ocorra um curto-circuito entre os eletrodos. 
A tubulação, se metálica, não deve ser de material magnético, como o ferro ou aço comum, para que não seja influenciada a orientação do campo magnético. 
Cuidado com tensões parasitas que podem se formar entre os eletrodos por efeitos eletrolíticos. Para solucionar esse problema, o campo magnético aplicado é alternado e um anel de aterramento do fluido é acrescentado
Vazão-Magnéticos
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Vazão - Medidores
Vazão-Magnéticos
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão - Medidores
Vazão-Magnéticos
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão - Medidores
Vazão-Magnéticos
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão – Medidores
Vazão-Magnéticos
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Vazão – Tipo Alvo
Vazão-Alvo
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Vazão - Turbinas
Excelente exatidão e repetitividade
Porém frágil e sensível por conter peças móveis
Uso restrito a fluidos limpos e não erosivos.
Sensível à viscosidade
Vazão-Alvo
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Vazão - Turbinas
Vazão-Turbina
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Vazão – Deslocamento
Medidores Volumétricos confinam volumes constantes e os transportam da entrada à saída
Vazão-Deslocamento positivo
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Vazão – Deslocamento
Vazão-Deslocamento positivo
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Vazão – 
Vazão-Deslocamento positivo
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão – 
Vazão-Deslocamento positivo
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão –Positivo
Vazão-Deslocamento positivo
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão –Positivo
Vazão-Deslocamento positivo
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão –Positivo
Vazão-Deslocamento positivo
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão –ositivo
Vazão-Deslocamento positivo
9030-014 (Rev.: 000)
Variáveis Analógicas – Vazão
Sólidos em Correia Transportadora
A vazão de sólidos, em massa por unidade de tempo (ton/h), pode ser obtida por uma célula de carga instalada sob a correia transportadora associada à medida da velocidade. A célula de carga converte força (pressão) em um sinal elétrico.
Vazão-Célula de Carga
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Vazão - Medição em
VERTEDORES
Vazão-Canal Aberto
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão - Medição em
CALHA PARSHALL
Vazão-Canal Aberto
9030-014 (Rev.: 000)
Vazão – Chave de
Chave de Fluxo por dispersão térmica
Chave de Fluxo de palheta
Vazão-Fluxo
9030-014 (Rev.: 000)
Sumário
Temperatura
Conceitos Básicos
Variáveis
Pressão
Vazão
Temperatura
 Nível
Densidade
Simbologia
Instrumentos com inteligência embarcada
9030-014 (Rev.: 000)
Temperat--ura - 
Definição: É a medida da energia na forma de Calor 
Unidades: K (Kelvin), °C (Grau Celsius) (outras unidades: °F, °Ra)
Temperatura-Conceito
9030-014 (Rev.: 000)
Temper ra -
Temperatura-Termômetros
9030-014 (Rev.: 000)
Temperat=ura -
Bimetálicos
Temperatura-Técnicas de Medição
9030-014 (Rev.: 000)
 Os “termômetros de resistência” funcionam baseados no fato de que a resistência de uma grande gama de materiais varia com a temperatura; de um modo geral, os metais aumentam a resistência com a temperatura, ao passo que os semicondutores diminuem a resistência com a temperatura.
Variação da resistência com a temperatura para vários materiais; observe-se que para uma mesma variação de temperatura, a variação de resistência do metal (Rm) é significativamente menor do que a no NTC (Rs).
Temperatura-Termômetro de resistência Elétrica
9030-014 (Rev.: 000)
 Os termômetros de resistência são considerados sensores de alta precisão e ótima repetibilidade de leitura;
 Quando metais são usados, o elemento sensor é normalmente confeccionado de Platina com o mais alto grau de pureza e encapsulados em bulbos de cerâmica ou vidro.
Temperatura-Termômetro de resistência Elétrica
9030-014 (Rev.: 000)
 
 - Considerando a variação da resistência elétrica os elementos
 sensores são, basicamente, de dois tipos : 
 
 - TERMISTORES - semicondutores
- RTDs – resistores que são construídos geralmente a partir
 da platina.
Temperatura-Termômetro de resistência Elétrica- Tipos
9030-014 (Rev.: 000)
	Os termistores são sensores fabricados com materiais semi-condutores como óxido de magnésio ou cobalto; em aplicações que exigem alta precisão, o semi-condutor utilizado pode ser o silício ou o germânio, dopados com algum outro material como o latão ou determinadas ligas de cobre. Por serem construídos de material semi-condutor, possuem a grande vantagem de poderem ser fabricados em um tamanho físico muito pequeno. 
Temperatura-Termistores
9030-014 (Rev.: 000)
TERMISTOR DE COEFICIENTE NEGATIVO (NTC)
- Os termistores do tipo NTC podem ser classificados sob quatro tipos principais: 
. De pequenas dimensões físicas
. De grandes dimensões físicas
. Termistores em bloco
. Termistor aquecido indiretamente
Temperatura-Termistores NTC
9030-014 (Rev.: 000)
TERMISTOR DE COEFICIENTE NEGATIVO (NTC)
Aplicações
- Compensação de temperatura para transistores;
- Medidores de temperatura;
- Motores automobilísticos.
Temperatura-Termistores NTC
9030-014 (Rev.: 000)
- O PTC é um resistor semicondutor sensível à temperatura. Seu valor de resistência aumenta rapidamente quando uma determinada temperatura é ultrapassada.
TERMISTOR DE COEFICIENTE POSITIVO (PTC)
Temperatura-Termistores PTC
9030-014 (Rev.: 000)
 - Os RTDs são elementos detetores resistivos formados por materiais como Platina, Níquel ou ligas de Cobre-Níquel. Estes materiais exibem um coeficiente positivo de resistividade e são usados para a fabricação de RTDs porque são estáveis e dotados de capacidade de resposta à variação de temperatura por um longo período de tempo.
Temperatura- RTD
9030-014 (Rev.: 000)
 Para os RTDs, variações de temperatura a serem medidas a nível de chão de fábrica é válida a equação:
RT = Ro[1 + (T-To)]
 Onde:
 - Ro é a resistência a 0 C, RT é a resistência na temperatura T e
  é o coeficiente de temperatura do metal.
 
Temperatura- RTD
9030-014 (Rev.: 000)
Atualmente, as termoresistências de Platina mais usuais são: 
PT-25,5 
PT-100
PT-120, 
PT-130/PT-500, 
- Sendo que o mais conhecido e usado industrialmente é o PT-100 (a 0C). Sua faixa de uso vai de -200 a 650 C, conforme a norma ASTM E1137; entretanto, a norma DIN IEC 751 padronizou sua faixa de -200 a 850 C.
Temperatura- RTD
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- Normalmente, o bulbo de resistência é montado em uma bainha de aço inox, totalmente preenchida com óxido de magnésio, de tal maneira que haja uma ótima condução térmica e proteção do bulbo com relação a choques mecânicos. A isolação elétrica entre o bulbo e a bainha obedece a mesma norma ASTM E 1137. 
ASPECTOS CONSTRUTIVOS
Temperatura- RTD
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Temperatura -
Definição de Termopar
O aquecimento de dois metais diferentes com temperaturas diferentes em suas extremidades, gera o aparecimento de uma F.E.M. (da ordem de mV). Este princípio conhecido com efeito Seebeck propiciou a utilização de termopares para medição de temperatura.
Temperatura- Termopares
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Temperatura -
 Tipo J: Ferro/Constantã
 Tipo K: Cromel/Alumel
 Tipo T: Cobre/Constantã
 Tipo E: Níquel-Cromo/Cobre-Níquel
 Tipo S: Platina-Ródio10%/Platina
 Tipo R: Platina-Ródio13%/Platina
 Tipo B: Platina-Ródio30%
 /Platina-Ródio6% 
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura -
Tipo T
	Composição: Cobre (+) / Cobre - Níquel (-)
 	O fio negativo cobre - níquel é conhecido comercialmente como Constantan.
 	Faixa de Utilização: -200 a 350ºC
	Características: 	Estes termopares são resistentes a corrosão em atmosferas úmidas e são adequados para medidas de temperaturas abaixo de zero. Seu uso no ar ou em ambientes oxidantes é limitado a um máximo de 350ºC devido a oxidação do fio de cobre. Podem ser usados em atmosferas oxidantes (excesso de oxigênio), redutoras (rica em hidrogênio, monóxido de carbono) e no vácuo; na faixa de -200 a 350ºC.
	Aplicação: Sua maior aplicação está em indústrias de refrigeração e ar condicionado e baixas temperaturas em geral.
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura -
Tipo J
	Composição: Ferro (+) / Cobre - Níquel (-)
	Faixa de utilização: -40 a 750ºC
	Características: Estes termopares são adequados par uso no vácuo, em atmosferas oxidantes, redutoras e inertes. A taxa de oxidação do ferro é rápida acima de 540ºC e o uso em tubos de proteção é recomendado para dar uma maior vida útil em altas temperaturas. O termopar do tipo J não deve ser usado em atmosferas sulfurosas (contém enxofre) acima de 540ºC. O uso em temperaturas abaixo de 0ºC não é recomendada, devido à rápida ferrugem e quebra do fio de ferro, torna seu uso em temperaturas negativas menor que o tipo T. O termopar tipo J tem custo baixo e é um dos mais utilizados industrialmente.
	Aplicação: Indústrias em geral em até 750ºC.
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura -
Tipo E
	 Composição: Níquel - Cromo (+) / Cobre - Níquel (-) 	O fio positivo níquel - cromo é conhecido comercialmente como Cromel e o negativo cobre - níquel é conhecido como Constantan.
	Faixa de utilização: -200 a 900ºC
	Características: Estes termopares podem ser utilizados em atmosferas oxidantes e inertes. Em atmosferas redutoras, alternadamente oxidante e redutora e no vácuo, não devem ser utilizados pois perdem suas características termoelétricas.É adequado para uso em temperaturas abaixo de zero, desde que não esteja sujeito a corrosão em atmosferas úmidas. O termopar tipo E é o que apresenta maior geração de V/ºC entre todos os outros termopares, o que o torna útil na detecção de pequenas alterações de temperatura.
	Aplicação: Uso geral até 900ºC. 
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura -
Tipo K
	Composição: Níquel - Cromo (+) / Níquel - Alumínio (-) 	O fio positivo níquel - cromo é conhecido comercialmente como Cromel e o negativo níquel - alumínio é conhecido como Alumel. O alumel é uma liga de níquel, alumínio, manganês e silício.
	Faixa de utilização: -200 a 1200ºC
	Características: Os termopares tipo K são recomendáveis para uso em atmosferas oxidantes ou inertes no seu range de trabalho. Por causa de sua resistência em oxidação, são melhores que os tipos T, J e E, e por isso são largamente usados em temperaturas superiores a 540ºc.
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura -
Tipo S - Platina 90%- Ródio 10% (+) / Platina (-)
Tipo R - Platina 87% - Ródio 13% (+) / Platina (-)
	Faixa de Utilização: 0 a 1600ºC
	Características: Os termopares tipo S e R são recomendados para uso em atmosferas oxidantes ou inertes no seu range de trabalho. O uso contínuo em altas temperaturas causam excessivo crescimento de grão, ao qual podem resultar numa falha mecânica do fio de platina (quebra do fio), e também tornar os fios susceptíveis à contaminação, o que causa e redução da F.E.M. gerada. Mudanças na calibração também são causadas pela difusão ou valorização do ródio do elemento positivo para o fio de platina pura do elemento negativo. Todos estes efeitos tendem a causar heterogeneidades, o que tira o sensor de sua curva característica. A diferença entre os termopares tipo S e R está somente na potência termoelétrica gerada. O tipo R gera um sinal aproximadamente 11% maior que o tipo S.
	Aplicação: Seu uso está em processos com temperaturas elevadas ou onde é exigido grande precisão como industrias de vidro, cerâmicas, siderúrgicas entre outras
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura -
Tipo B- Platina 70% - Ródio 30% (+) / Platina 94% - Ródio 6% (-) 
	Faixa de utilização: 600 a 1700ºC
	Características: O termopar tipo B é recomendado para uso em atmosferas oxidantes ou inertes. É também adequado para certos períodos em vácuo. Não deve ser aplicado em atmosferas redutoras nem naquelas contendo vapores metálicos, requerendo tubo de proteção cerâmico como os tipo S e R. O tipo B possui maior resistência mecânica que os tipos S e R e sob certas condições apresenta menor crescimento de grão e menor drift de calibração que o S e R. Sua potência termoelétrica é muitíssimo baixa, o que torna sua saída em temperaturas de até 50ºC quase nula. É o único termopar que não necessita de cabo compensado para sua interligação com o instrumento receptor, fazendo-se o uso de cabos de cobre comuns (até 50ºC).
	Aplicação: Seu uso é em altas temperaturas como indústria vidreia e outras. 
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Platinel I Paládio 83% - Platina 14% - Ouro 3% (+) / Oouro 65% - Paládio 35% (-) 	Atuando em uma faixa de 1250ºC, se aproxima bastante do tipo K. Por sua composição conter somente metais nobres, apresenta excelente estabilidade em atmosfera oxidante, porém não recomendável em atmosfera redutora ou em vácuo.
Tungstênio 95% - Rhênio 5% (+) / Tungstênio 74% - Rhênio 26% 	Seu símbolo não normalizado e C. Este termopar pode ser utilizado continuamente até 2300ºC e por outros períodos até 2700ºC no vácuo, na presença de hidrogênio ou gás inerte. Não recomendado em atmosfera oxidante. Sua principal aplicação é em reatores nucleares.
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura -
Lei do Circuito Homogêneo
A F.E.M. gerada por um termopar depende única e exclusivamente da composição química dos dois metais e das temperaturas entre as duas junções; ou seja, a tensão gerada independe do gradiente de temperatura ao longo dos fios. 
Uma aplicação desta lei é que podemos medir temperaturas em pontos bem definidos com os termopares, pois o importante é a diferença de temperatura entre as suas junções.
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura -
Lei dos Metais Intermediários 
A F.E.M. gerada por um par termoelétrico não será alterada se inserirmos em qualquer ponto do circuito, um metal genérico diferente dos que compõem o sensor, desde que as novas junções formadas sejam mantidas na mesma temperatura.
Uma aplicação prática desta lei é o uso dos contatos de latão ou cobre no bloco de ligação, para a interligação do termopar ao seu cabo.
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.:
000)
Temperatura -
Montagem do Termopar
Cabos de Compensação e Extensão
Temperatura-Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
 - Mais precisa que o termopar na sua faixa de uso;
 - Usando circuito adequado, podem ser usadas a grandes distâncias;
 - Podem ser usados cabos de cobre comum nas ligações;
 - São mais estáveis que os termopares;
 - Sua curva de resistência elétrica (  ) em função da temperatura é mais
 linear que os termopares.
VANTAGENS DAS TERMORESISTÊNCIAS EM RELAÇÃO DO TERMOPAR
Temperatura-Termôresistência x Termopar
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Temperatura 
Temperatura-Termo-Resistências
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura - Tipos de Sensores de 
Temperatura Respectivas Caracteristicas
T
Temperatura-Termo-Resistências
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Temperatura -
Temperatura-Transmissores
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ermoparesFo
Temperatura- FD- Termopares
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Temperatura
O tipo do termopar é escolhido em função de padronização interna da empresa, da faixa de temperatura e atmosfera a que estará submetido. Presença de Enxofre e outros agentes podem restringir o uso de algum tipo.
A bitola também é função da temperatura de operação. Termopares tipo R, S e B, em geral, são fabricados com fios de menor diâmetro por questão de custo
Um ou dois termo-elementos dentro do mesmo invólucro é possível. Em geral a redundância propicia maior confiabilidade na instalação
O material do tubo de proteção, depende das condições do processo. Tubos em aço são os mais frequentes. Em ambientes com presença de chama usa-se material cerâmico, mais caro e mais frágil.
Temperatura- FD- Termopares
9030-014 (Rev.: 000)
Temperatura
Dimensões são definidas pelo local de instalação. Valores-padrão de diâmetro devem ser consultados junto ao fabricante
A conexão ao processo pode ser flangeada (caso de altas pressões), roscada ou mesmo com flange ajustável: nesse caso não há estanqueidade.
O cabeçote em alumínio é o mais comum. Outras opções podem existir em função da necessidade, inclusive à prova de explosão.
O poço permite a retirado ou substituição do termopar sem parada do processo. Entretanto introduz algum tempo morto na medição.
O acessório mais comum é o transmissor analógico. É preferível não usá-lo, pois estará certamente num local de alta temperatura; nesse caso cartões do CLP específicos para entrada de termopar devem ser usados.
As condições de processo devem ser explicitadas.
Temperatura-FD-Termopares
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Temperatura 
Folha de Dados - Termo-resistências
Temperatura-FD-Termo-Resistências
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Temperatura 
Folha de Dados - Termo-resistências
O tipo de termo-resistência mais comum é o PT-100 no uso industrial. A ligação pode ser a 2, 3 e 4 fios. 3 Fios é o mais utilizado.
Essa dimensão dificilmente será importante. Seguir o padrão do fabricante pode ser o caminho mais adequado
A isolação cerâmica ou mineral aumenta a robustez do elemento. Também é melhor seguir a recomendaçâo do fabricante.
A união facilita a substituição sem retirada do tubo de proteção do processo.
O poço pode ser uma boa alternativa: roscado ou flangeado permite facilidade de manutenção em processo pressurizado ou agressivo.
O comprimendo do poço depende da inserção, ou profundidade em que se quer a medição
As condições de processo, principalmente a temperatura de operação, são importantes na aplicação
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Temperatura - Termostatos
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PirometroV
Um termômetro infravermelho (também denominado de pirômetro óptico) é um dispositivo que mede temperatura sem contacto com o corpo/meio do qual se pretende conhecer a temperatura. Geralmente este termo é aplicado a instrumentos que medem temperaturas superiores a 600 graus Celsius. Uma utilização típica é a medição da temperatura de metais incandescentes em fundições.
Temperatura-Pirômetro
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Princípio de
Espectro Eletromagnético
Temperatura-Pirômetro-Funcionamento
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Princípio de
A faixa IV localiza-se entre a porção visível do espectro e as ondas de rádio. O espectro IV estende-se de 0,7 a 1000 micra. Somente a banda de 0,7 a 14 micra é usada para a medição de temperatura.
Temperatura-Pirômetro-Funcionamento
9030-014 (Rev.: 000)
Princípio de
Cada material a ser medido apresenta uma resposta espectral própria (emissividade). Temperaturas baixas (< 500ºC) apresentam radiação IV na área não visível, porém a partir de 600ºC a radiação IV começa a entrar no espectro visível.
Emissividade é o termo usado para quantificar as características de emissão de energia de diferentes materiais e superfícies. 
Por exemplo, um sensor com uma resposta espectral de 3,43 micra é otimizado para medir a temperatura superficial de polietileno e derivados. Um sensor de 5 micra é usado para medir a superfície do vidro e um sensor de 1 micron, para metais e lâminas metálicas. 
Temperatura-Pirômetro-Funcionamento
9030-014 (Rev.: 000)
Princípio de
-Um objeto reflete, transmite e emite energia. Somente a energia emitida interessa para a medição de temperatura. 
-A emissividade caracteriza o percentual de energia que é emitido pela superfície.
-É a energia emitida, corrigida de acordo com a emissividade do material, que indica a temperatura do objeto. 
Temperatura-Pirômetro-Funcionamento
9030-014 (Rev.: 000)
Princípio de
Portanto, para uma medição correta, torna-se necessário conhecer o material a ser medido para o ajuste manual no equipamento da emissividade, que, normalmente, varia entre 0,1 e 1 micra.
A energia emitida pelo objeto atinge o sistema óptico do instrumento, que conduz a energia para um ou mais detectores fotossensíveis. 
O detector converte a energia IV em um sinal elétrico que, por sua vez é convertido em um valor de temperatura, que se baseia na equação de calibração do sensor e na emissividade do alvo. 
Temperatura-Pirômetro-Funcionamento
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Características
Medição de temperaturas de -32ºC até 3000ºC
Erro do equipamento de 1% ou 2%
Temperatura-Pirômetro
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Vantagens / Desvantagens
Vantagens
Medição à distância
Vasto Range
Rapidez
Desvantagens
Custo elevado
Necessita conhecer emissividade do corpo
Temperatura-Pirômetro
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Aplicações
Segurança na Localização de incêndios - Materiais perigosos - Defeito em transformadores - Busca e resgate do Foco de calor em Cinzas (durante o rescaldo) - Manutenção de equipamentos
Alimentos o Temperaturas nas áreas de armazenamento e serviço -Temperaturas de refrigeração, cozimento e lavadoras -Transporte de alimentos
Processos de fabricação - Metais e tratamento térmico - Impressão, papel e recuperação de cal - Vidro - Cura e secagem de pinturas - Alimentos
Temperatura-Pirômetro Utilização
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Aplicações
Aquecimento, Ventilação, Ar Condicionado e Refrigeração (HVAC/R) - Vazamento de dutos - Termostatos - Temperatura ambiente - Sistemas de distribuição de vapor - Linhas de compressores - Balanceamento de temperatura
Manutenção de Fábricas e Instalações - Manutenção preventiva e preditiva - Auditorias de energia - Programas de manutenção de veículos e frotas - Conexões elétricas - Áreas classificadas - Motores, bombas e mancais 
Transporte terrestre e aéreo - Falhas de cilindros - Sistemas de refrigeração de motores - Sistemas de aquecimento/ar condicionado - Freios e mancais - Conversores catalíticos - Sistemas hidráulicos 
Temperatura-Pirômetro Utilização
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Aplicações
Sensor digital de temperatura
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Aplicações
Sensor digital de temperatura
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Sumário
Nível 
Conceitos Básicos
Variáveis
Pressão
Vazão
Temperatura
 Nível
Simbologia
Instrumentos com inteligência embarcada
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Ní-vel
Nível é a altura do conteúdo de um reservatório
que pode ser sólido ou líquido. Trata-se de uma das principais variáveis utilizadas em controle de processos contínuos, pois através de sua medição torna-se possível: 
- Avaliar o volume estocado de materiais em tanques de armazenamento.
- Balanço de materiais de processos contínuos onde existam volumes líquidos ou sólidos de acumulação temporária, reações, mistura, etc.
 -Segurança e controle de alguns processos onde o nível do produto não pode ultrapassar determinados limites. 
Nível-Conceito
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Os três tipos básicos de medição de nível são:
direto
indireto
descontínuo 
Nível - Tipos de Medição
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É a medição que tomamos como referência a posição do plano superior da substância medida. Neste tipo de medição podemos utilizar réguas ou gabaritos, visores de nível, bóia ou flutuador. 
Régua ou Gabarito: Consiste em uma régua graduada a qual tem um comprimento conveniente para ser introduzida dentro do reservatório a ser medido. 
Nível-Medição Direta
9030-014 (Rev.: 000)
A determinação do nível se efetuará através da leitura direta do comprimento molhado na régua pelo líquido.
Nível-Medição Direta
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Visor-es
Visores de Nível
Este medidor usa o princípio dos vasos comunicantes, o nível é observado por um visor de vidro especial, podendo haver uma escala graduada acompanhando o visor. 
Esta medição é feita em tanques abertos e tanques fechados. 
Nível-Medição Direta- Visores
�
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Flutudor
Bóia ou Flutuador
Nível - Medição Direta - Bóia
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Medição de nível
Neste tipo de medição o nível é medido indiretamente em função de grandezas físicas como : 
Pressão;
Empuxo;
Radiação;
Propriedades elétricas.
Nível-Medição Indireta
9030-014 (Rev.: 000)
Medição de Nível por Pressão Hidrostática (pressão diferencial)
Neste tipo de medição usamos a pressão exercida pela altura da coluna líquida, para medirmos indiretamente o nível, como mostra abaixo o Teorema de Stevin: 
 P = Patm + h .  . g
Onde:
P = Pressão em mm H2O ou polegada H2O
h = nível em mm ou em polegadas
 = densidade relativa do líquido 
na temperatura ambiente. 
Essa técnica permite que a medição seja feita independente do formato do tanque seja ele aberto ou pressurizado. 
Nível-Medição Hidrostática
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Supressão
Supressão de Zero
A supressão do zero consiste na eliminação, na calibração, da coluna de líquido formada na tomada de impulso da câmera de alta do instrumento.
Nível-Medição Com Supressão de Zero
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Nível – Pressão
PH = P+h . 
PL = P
ΔP = PH – PL = h . 
Medição por Pressão Diferencial em Tanques Pressurizados.
P
Nível-Medição Diferencial
9030-014 (Rev.: 000)
Elevação de Zero
A elevação do zero consiste na eliminação, na calibração, da coluna de líquido formada na tomada de impulso da câmera de baixa do instrumento.
Nível-Medição Com Elevação de Zero
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Borbulhador
Medição de Nível com Borbulhador
Com o sistema de borbulhador podemos detectar o nível de líquidos viscosos, corrosivos, bem como de quaisquer líquidos à distância.
Nível-Medição Com Borbulhador
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Empuxo
Medição de Nível por Empuxo
Baseia-se no princípio de Arquimedes: “Todo o corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de uma força vertical dirigida de baixo para cima igual ao peso do volume do fluído deslocado.” 
A esta força exercida pelo fluído do corpo nele submerso ou flutuante chamamos de empuxo.
 E = V .  (E = empuxo, 
 V = volume deslocado
 = densidade ou peso específico do líquido )
Nível-Medição Por Empuxo
9030-014 (Rev.: 000)
Consideremos um flutuador de forma cilíndrica mergulhado em 2 líquidos com pesos específicos diferentes 1 e 2.
Desta forma, podemos considerar que o empuxo aplicado no flutuador, será a soma dos empuxos E1 e E2 aplicados no cilindro, pelos líquidos de pesos específicos 1 e 2, respectivamente. O empuxo será dado pôr:
 Et = E1 + E2 onde:
 E1 = h1.1 e E2= h2. 2
Nível-Medição por Empuxo (Liquidos não miscíveis)
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Por Radiação
Medição de Nível por Radiação
Os medidores que utilizam radiações podem ser usados para indicação e controle de materiais de manuseio extremamente difícil e corrosivos, abrasivos, muito quentes, sob pressões elevadas ou de alta viscosidade.
Nível-Medição Por Radiação
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Capacitância
Medição de Nível por Capacitância
A capacitância é uma grandeza elétrica que existe entre 2 superfícies condutoras isoladas entre si.
O medidor de nível capacitivo mede as capacidades do capacitor formado pelo eletrodo submergido no líquido em relação as paredes do tanque. A capacidade do conjunto depende do nível do líquido. . 
Nível-Medição Por Capacitância
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Capacitância
O elemento sensor, geralmente é uma haste ou cabo flexível de metal. Em líquidos não condutores se empregam um eletrodo normal, em fluídos condutores o eletrodo é isolado normalmente com teflon. A medida que o nível do tanque for aumentando o valor da capacitância aumenta progressivamente a medida que o dielétrico ar é substituído pelo dielétrico líquido a medir. 
Nível-Medição Por Capacitância
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Ultrasom
Medição de Nível por Ultra Som
O ultra-som é uma onda sonora, cuja freqüência de oscilação é maior que aquela sensível pelo ouvido humano, isto é, acima de 20 Khz.
A velocidade do som é a base para a medição através da técnica de eco, usada nos dispositivos ultra-sônicos. 
Nível-Medição Por Ultra Som
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Ultrasom
Nível-Medição Por Ultra Som
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Radar
Medição de Nível por Radar
Possuem uma antena cônica que emite impulsos eletromagnéticos de alta frequência à superfície a ser detectada. A distância entre a antena e a superfície a ser medida será então calculada em função do tempo de atraso entre a emissão e a recepção do sinal.
Essa técnica pode ser aplicada com sucesso na medição de nível de líquidos e sólidos em geral. A grande vantagem deste tipo de medidor em relação ao ultra-sônico é a imunidade à efeitos provocados por gases, pó, e espuma entre a superfície e o detentor, porém possuem um custo relativo alto. 
Nível-Medição Por Radar
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Radar
Nível-Medição Por Radar
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Medição
Medição de nível Descontínua
Nos líquidos que conduzem eletricidade, podemos mergulhar eletrodos metálicos de comprimento diferente. 
Medição de nível descontínua por condutividade 
Medição de nível descontínua por bóia 
Diversas técnicas podem ser utilizadas para medição descontínua, desde simples bóia acoplada a contatos elétricos a sensores eletrônicos do tipo capacitivo ou ultra-sônico, onde diferenciam-se entre si pela sensibilidade, tipo de fluido, características operacionais instalação e custo. 
Nível-Descontinua
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Folha de
Nível- FD Transmissor
9030-014 (Rev.: 000)
Nível – Chaves de
Vibratórias
Bóia Magnética
Nível-Medição Por Bóia
9030-014 (Rev.: 000)
Simbologia
A simbologia disponível mais utilizada é indicada pela ISA. Sua aplicação é recomendada, mas não obrigatória. Cada aplicação poderá resumi-la ou adaptá-la à sua necessidade.
Simbologia
9030-014 (Rev.: 000)
Simbologia
Linhas de Sinal
Simbologia
9030-014 (Rev.: 000)
Simbologia
Identificação de Instrumentos
Simbologia
9030-014 (Rev.: 000)
Simbologia
9030-014 (Rev.: 000)
Exemplo de identificação de instrumento
T: variável medida ou iniciadora: temperatura;
R: função passiva ou de informação: registrador;
C: função ativa ou de saída: controlador;
210: área de atividades,
onde o instrumento ou função programada atua;
02: número seqüencial da malha;
A: sufixo.
Simbologia 
Simbologia- Critério de Numeração
9030-014 (Rev.: 000)
Simbologia
Simbologia- P&I
9030-014 (Rev.: 000)
Qsual o papel da
Agregar novas funções visando a realização diretamente no campo de atividades antes realizadas de forma centralizada por Controladores Programáveis e outros componentes do Sistema Digital de Supervisão, Controle e Monitoramento.
Aumentar a velocidade de Processamento dos Sistemas
Aumentar a Precisão das Informações
Reduzir custos de Instalação e Manutenção
Aumentar a confiabilidade
Gerenciamento de Ativos
Instrumentos com inteligência agregada
9030-014 (Rev.: 000)
Instrumentos com inteligência agregada
UTILIZAÇÃO DE CLPs
Sistemas de Variáveis Contínuas - SVC
Sistemas a Eventos Discretos - SED
1969 - Especificação da General Motors 
1o Controlador Lógico Programável.
Popularização dos CLPs
Computador central.
Problemas com falhas
1975 - Módulos de controle distribuídos
 EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE CONTROLE
Sistemas de Variáveis Contínuas - SVC
Sistemas a Eventos Discretos - SED
Incorporação de função de temporização e de algoritmos de controle contínuo.
Incorporação de funções de sequenciamento.
Sobreposição parcial das áreas de aplicação.
Necessidade de padronização para integração de equipamentos.
	O primeiro CLP foi criado em 1968 quando a Associação BedFord, desenvolveu um dispositivo chamado Controlador Modular Digital para a General Motors. O MODICON (Modular Digital Controller), como foi chamado, foi desenvolvido para ajudar a GM com o objetivo de eliminar o tradicional sistema de controle das máquinas baseado a relê.
	
	Os CLPs, ou PCs atuais são resultado de uma evolução que pode ser dividida em cinco gerações tecnológicas.
UMA BREVE HISTÓRIA DOS CLPs
1a Geração: Os CLPs de primeira geração se caracterizam pela programação intimamente ligada ao hardware do equipamento. A linguagem utilizada era o “Assembler” que variava de acordo com o processador utilizado no projeto do CLP, ou seja, para poder programar era necessário conhecer a eletrônica do projeto do CLP. Assim a tarefa de programação era desenvolvida por uma equipe técnica altamente qualificada, gravando-se o programa em memória EPROM, sendo realizada normalmente no laboratório junto com a construção do CLP.
HISTÓRICO
2a Geração: Aparecem as primeiras “Linguagens de Programação” não tão dependentes do hardware do equipamento, possíveis pela inclusão de um “Programa Monitor” no CLP, o qual converte (no jargão técnico, Compila), as instruções do programa, verifica o estado das entradas, compara com as instruções do programa do usuário e altera o estados das saídas. Os Terminais de Programação (ou Maletas, como eram conhecidas) eram na verdade Programadores de Memória EPROM. As memórias depois de programadas eram colocadas no CLP para que o programa do usuário fosse executado. 
HISTÓRICO
3a Geração: Os CLPs passam a ter uma Entrada de Programação, onde um Teclado ou Programador Portátil é conectado, podendo alterar, apagar, gravar o programa do usuário, além de realizar testes (Debug) no equipamento e no programa. A estrutura física também sofre alterações sendo a tendência para os Sistemas Modulares com Bastidores ou Racks.
HISTÓRICO
4a Geração: Com a popularização e a diminuição dos preços dos microcomputadores, os CLPs passaram a incluir uma entrada para a comunicação serial. Com o auxílio do microcomputadores a tarefa de programação passou a ser realizada nestes. As vantagens eram a utilização de várias representações das linguagens, possibilidade de simulações e testes, treinamento e ajuda por parte do software de programação, possibilidade de armazenamento de vários programas no micro, etc.
HISTÓRICO
5a Geração: Atualmente existe uma preocupação em padronizar protocolos de comunicação para os CLPs, de modo a proporcionar que o equipamento de um fabricante “converse” com o equipamento outro fabricante, não só CLPs , como Controladores de Processos, Sistemas Supervisórios, Redes Internas de Comunicação e etc., proporcionando uma integração afim de facilitar a automação, gerenciamento e desenvolvimento de plantas industriais mais flexíveis e normalizadas, fruto da chamada “Globalização”.
HISTÓRICO
OS CLP É UM SISTEMA MICROPROCESSADO COMPOSTO POR:
Microprocessador (ou microcontrolador), 
Programa Monitor, 
Memória de Programa e de Dados, 
Uma ou mais Interfaces de Entrada e Saída, e 
Circuitos Auxiliares.
ESTRUTURA INTERNA DOS CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS 
DEFINIÇÃO DE CLP
A norma NEMA (National Electrical Manufacturers Association) define formalmente um CLP como: 
“Suporte eletrônico digital capaz de armazenar instruções de funções específicas, como de lógica, seqüencialização, contagem e aritméticas; todas dedicadas ao controle de máquinas e processos. 
Basicamente, a designação de Controlador Programável hoje seja mais correta, pois esta máquina além de realizar controles de lógica combinacional e seqüencial atuam também em controles analógicos, ou seja, as malhas PID.
DEFINIÇÃO DE CLP
A ABNT cita que:
O Controlador Programável é um equipamento eletrônico digital, com hardware e software compatíveis com as aplicações industriais”. 
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL ( CLP )
Surgiu no final dos anos 60
Substitui os Reles
Forma de Controle
�
 CLP
a
B
c
Entradas
Saídas
FILOSOFIA BÁSICA
	Projetado para substituir antigos quadros de comando de relês o controlador deve:
Ocupar pequeno espaço físico, 
Apresentar flexibilidade para possíveis mudanças na lógica de controle, 
Ser resistente ao ambiente e 
Ser imune a toda natureza de ruídos.
VANTAGENS DA APLICAÇÃO DE CLPS
· Menor consumo de energia elétrica;
· Reutilizáveis;
· Programáveis;
· Maior confiabilidade;
· Maior rapidez na elaboração dos projetos;
· Interfaces de comunicação com outros CLPs e computadores.
NANO E MICRO: CLPs de pouca capacidade de E/S (máximo 16 Entradas e 16 Saídas), normalmente só digitais, composto de um só módulo (ou placa) , baixo custo e reduzida capacidade de memória.
MÉDIO PORTE: CLPs com uma capacidade de Entrada e Saída de até 256 pontos, digitais e analógicas, podendo ser formado por um módulo básico, que pode ser expandido. 
GRANDE PORTE: CLPs que se caracterizam por uma construção modular, constituída por uma Fonte de alimentação ,CPU principal, CPUs auxiliares, CPUs Dedicadas, Módulos de E/S digitais e Analógicos, Módulos de E/S especializados, Módulos de Redes Locais ou Remotas, etc, que são agrupados de acordo com a necessidade e complexidade da automação. Permitem a utilização de até 4096 pontos de E/S. São montados em um Bastidor (ou Rack) que permite um Cabeamento Estruturado.
CAPACIDADE ATUAL DOS CLPS
CENSO DOS CLPS
Os CLPs mais instalados são de médio e pequeno porte. As aplicações são para processo e controle de máquinas.
Pelo menos 1/3 relataram que seus CLPS estão em rede com PCs. A mesma proporção para CLP não está ligada em rede.
RS 232, 485 e Ethernet são os meios fisicos de comunicação mais utilizados. Com a queda no uso dos dois primeiros a Ethernet é elevada para a preferência, sendo que entre os que a utilizam, 79% usa como rede supervisória; aproximadamente 2/3 utilizam em rede com PCs; 83% utilizam TCP/IP como protocolo; EtherNet/IP é o segundo mais popular.
Quase todos utilizam ladder como linguagem de programação.
Suporte à comunicação embutida é a característica mais procurada.
EXEMPLOS DE CLPs 
FEC Compact Festo
MicroLogix 1000 
Allan Bradley 
MELSEC A/Q 
Mitsubishi
S7-300
Siemens
ORGANIZAÇÃO DE UM CLP
DESCRIÇÃO FUNCIONAL DE UM CLP
COMPONENTES DE UM CLP
CPU – Unidade Central de Processamento (Processador + Memória)
Sinais digitais e analógicos
Entradas
(Módulos de I/O)