Aula Introdução Controle

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Introdução ao 
Controle de Processos
Luz Amparo Palacio Santos
DOPI/UERJ
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Sistema de Controle de Processos
• Exemplo: Controle de um trocador de calor
2Controle Manual
Exemplo: Controle de um trocador de calor
3Controle Automático
Componentes básicos do sistema de 
controle
• Transmissor – sensor. Também chamado de elemento 
primário ou secundário
• Controlador. O “cérebro” do sistema de controle
• Elemento de controle final. Frequentemente uma 
válvula de controle, ou bombas de velocidade variável, 
transportadores, motores elétricos e aquecedores 
elétricos.
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Operações básicas de um sistema de 
controle
• Medição. Normalmente feita através de sensor e 
transmissor. Algumas vezes não há necessidade de 
transmissor.
• Decisão. Com base na medição o controlador decide o 
que fazer para manter a variável no valor desejado.
• Ação. Com o resultado da decisão do controlador, o 
sistema deve efetuar uma ação, normalmente pelo 
elemento de controle final.
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Termos importantes
• Variável controlada. Variável que deve ser mantida ou 
controlada em um valor desejado.
• Valor de referência. É o valor desejado da variável 
controlada. Também chamado de “set point”, ponto 
fixo, valor de controle, valor de ajuste.
• Variável manipulada. É a variável utilizada para manter 
a variável controlada em seu valor de referência.
• Variável perturbadora. Qualquer variável que pode 
fazer com que a variável controlada se desvie do valor 
de referência. Conhecida também como distúrbio ou 
desordem.
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Termos importantes
• Controle manual. Quando o operador manipula o sinal 
para o elemento de controle final manter a variável 
controlada no seu valor de referência. O controlador 
está desconectado. 
• Controle de malha fechada. Quando o controlador 
está conectado ao processo, comparando o valor de 
referência à variável controlada, determinando e 
efetuando a ação corretiva.
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Objetivo do sistema de controle
Usar a variável manipulada para 
manter a variável controlada no seu 
valor de referência, apesar das 
perturbações
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Importância do controle de 
processos
• Segurança. Evitar ferimentos aos funcionários da 
instalação industrial, proteger o ambiente de emissões 
e rejeitos. Evitar estrago dos equipamentos.
• Qualidade do produto e custo. Manter a qualidade 
(composição, pureza, cor, etc.) de forma continua e 
com custo mínimo.
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Sinais de transmissão
Tipo Faixa Representação 
(P&ID)
Pneumático
3 – 15 psig
6 – 30 psig
3 – 27 psig
Elétrico ou 
eletrônico
4 - 20 mA
10 – 50 mA
1 – 5 V
0 – 10 V
Digital Zeros ou uns
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Outros termos
• Transdutor ou conversor. Dispositivo para alterar o sinal 
de um tipo para outro. Ex:
Sinal elétrico (mA)  sinal pneumático (psig)
• Analógico. Instrumento pneumático ou elétrico.
• Digital. Instrumento construído a partir de 
microprocessadores. 
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Estratégias de Controle
• Controle “feedback” ou realimentação
Também chamado: malha de controle de 
realimentação. 
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A variável do processo a ser 
controlada é medida, o seu valor é 
comparado com o valor desejado e 
uma outra variável do processo é 
manipulada
Técnica muito simples 
que compensa todas as 
perturbações
Controla só depois de que 
a variável controlada se 
desviou
Estratégias de Controle
• Controle “feedback” ou realimentação
Ex: Trocador de calor, com a temperatura de 
entrada como variável perturbadora
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A variável perturbadora 
não é medida
Estratégias de 
Controle
Ex: Trocador de 
calor
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 Controle “feedback” 
ou realimentação
Efeito da perturbação da 
temperatura de entrada
Estratégias de Controle
• Controle “feedforward” ou alimentação
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A variável perturbadora é medida, 
comparada com o valor nominal e 
uma outra variável do processo é 
manipulada
Se não tiver perturbações 
adicionais, o controle é 
perfeito
É mais custoso
Se tiver perturbações 
adicionais, o controle não 
é efetivo
As perturbações são compensadas antes que a variável 
controlada se desvie do set point
Estratégias de Controle
• Controle “feedforward” ou alimentação
Ex: Trocador de calor, com a temperatura de entrada e vazão 
de entrada como variáveis perturbadoras
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E se houver outros 
distúrbios?
Estratégias de Controle
• Controle “feedforward-feedback”
Ex: Trocador de calor, com a temperatura de entrada, a vazão 
de entrada e outras variáveis como perturbadoras
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Os distúrbios devem ser 
compensados com um FB
Conhecimentos prévios
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Modelagem
Termodi-
nâmica
Mecânica 
dos fluidos
Transf. de 
calor
Transf. de 
massa
Reatores
Equações diferenciais
Transformada 
de Laplace
Métodos 
numéricos
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