GCA125 - Material de Instrumentação

Prévia do material em texto

UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Instrumentac¸a˜o e Controle de Processos
Aulas 01 e 02 - Introduc¸a˜o ao Controle de Processos
DCA
Departamento de Cieˆncia dos Alimentos - DCA/UFLA - Lavras, MG
Prof. Roney Alves
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
I´ndice
1 Introduc¸a˜o
2 Problemas representativos
3 Exemplo ilustrativo: o tanque de mistura
4 Classificac¸a˜o
5 Diagramas
6 Hierarquia
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
I´ndice
1 Introduc¸a˜o
2 Problemas representativos
3 Exemplo ilustrativo: o tanque de mistura
4 Classificac¸a˜o
5 Diagramas
6 Hierarquia
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
I´ndice
1 Introduc¸a˜o
2 Problemas representativos
3 Exemplo ilustrativo: o tanque de mistura
4 Classificac¸a˜o
5 Diagramas
6 Hierarquia
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
I´ndice
1 Introduc¸a˜o
2 Problemas representativos
3 Exemplo ilustrativo: o tanque de mistura
4 Classificac¸a˜o
5 Diagramas
6 Hierarquia
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
I´ndice
1 Introduc¸a˜o
2 Problemas representativos
3 Exemplo ilustrativo: o tanque de mistura
4 Classificac¸a˜o
5 Diagramas
6 Hierarquia
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
I´ndice
1 Introduc¸a˜o
2 Problemas representativos
3 Exemplo ilustrativo: o tanque de mistura
4 Classificac¸a˜o
5 Diagramas
6 Hierarquia
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Introduc¸a˜o - Sistemas de Controle
Requerimentos de performance nas plantas de processos
 Sa˜o dif´ıceis de serem mantidos por uma se´rie de questo˜es:
• Exigeˆncias do mercado e forte competic¸a˜o
• Duras leis ambientais e de seguranc¸a alimentar
• Mudanc¸as no atual cena´rio pol´ıtico e econoˆmico
• Especificac¸o˜es rigorosas de qualidade
• Maior complexidade e integrac¸a˜o dos processos nas plantas
• Propagac¸a˜o de perturbac¸o˜es entre os processos integrados
• Atendimento a`s normas de seguranc¸a
• Necessidade de eficieˆncia na operac¸a˜o das plantas
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Introduc¸a˜o - Sistemas de Controle
Requerimentos de performance nas plantas de processos
 Sa˜o dif´ıceis de serem mantidos por uma se´rie de questo˜es:
• Exigeˆncias do mercado e forte competic¸a˜o
• Duras leis ambientais e de seguranc¸a alimentar
• Mudanc¸as no atual cena´rio pol´ıtico e econoˆmico
• Especificac¸o˜es rigorosas de qualidade
• Maior complexidade e integrac¸a˜o dos processos nas plantas
• Propagac¸a˜o de perturbac¸o˜es entre os processos integrados
• Atendimento a`s normas de seguranc¸a
• Necessidade de eficieˆncia na operac¸a˜o das plantas
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Introduc¸a˜o - Sistemas de Controle
Requerimentos de performance nas plantas de processos
 Sa˜o dif´ıceis de serem mantidos por uma se´rie de questo˜es:
• Exigeˆncias do mercado e forte competic¸a˜o
• Duras leis ambientais e de seguranc¸a alimentar
• Mudanc¸as no atual cena´rio pol´ıtico e econoˆmico
• Especificac¸o˜es rigorosas de qualidade
• Maior complexidade e integrac¸a˜o dos processos nas plantas
• Propagac¸a˜o de perturbac¸o˜es entre os processos integrados
• Atendimento a`s normas de seguranc¸a
• Necessidade de eficieˆncia na operac¸a˜o das plantas
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Introduc¸a˜o - Sistemas de Controle
Crescente importaˆncia dos sistemas de controle na indu´stria
 SEM o sistema de controle e´ dif´ıcil:
• Operar plantas modernas com lucratividade $$ e seguranc¸a
• Satisfazer aos requerimentos de qualidade e padronizac¸a˜o
Sistemas de controle: Necessa´rio conhecer teoria e pra´tica
• Dinaˆmica do processo (< estado estaciona´rio)
• Estado na˜o estaciona´rio, comportamento transiente
• As propriedades variam com o tempo
• Muito importante: Incializac¸a˜o/desligamento de processos
• Perturbac¸o˜es e transic¸o˜es planejadas ou na˜o
• Controle do processo
• Objetivo: Manter o processo em condic¸o˜es controladas de
• operac¸a˜o, seguranc¸a, eficieˆncia ⇔ req. ambientais, qualid.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Introduc¸a˜o - Sistemas de Controle
Crescente importaˆncia dos sistemas de controle na indu´stria
 SEM o sistema de controle e´ dif´ıcil:
• Operar plantas modernas com lucratividade $$ e seguranc¸a
• Satisfazer aos requerimentos de qualidade e padronizac¸a˜o
Sistemas de controle: Necessa´rio conhecer teoria e pra´tica
• Dinaˆmica do processo (< estado estaciona´rio)
• Estado na˜o estaciona´rio, comportamento transiente
• As propriedades variam com o tempo
• Muito importante: Incializac¸a˜o/desligamento de processos
• Perturbac¸o˜es e transic¸o˜es planejadas ou na˜o
• Controle do processo
• Objetivo: Manter o processo em condic¸o˜es controladas de
• operac¸a˜o, seguranc¸a, eficieˆncia ⇔ req. ambientais, qualid.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Introduc¸a˜o - Sistemas de Controle
Crescente importaˆncia dos sistemas de controle na indu´stria
 SEM o sistema de controle e´ dif´ıcil:
• Operar plantas modernas com lucratividade $$ e seguranc¸a
• Satisfazer aos requerimentos de qualidade e padronizac¸a˜o
Sistemas de controle: Necessa´rio conhecer teoria e pra´tica
• Dinaˆmica do processo (< estado estaciona´rio)
• Estado na˜o estaciona´rio, comportamento transiente
• As propriedades variam com o tempo
• Muito importante: Incializac¸a˜o/desligamento de processos
• Perturbac¸o˜es e transic¸o˜es planejadas ou na˜o
• Controle do processo
• Objetivo: Manter o processo em condic¸o˜es controladas de
• operac¸a˜o, seguranc¸a, eficieˆncia ⇔ req. ambientais, qualid.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Introduc¸a˜o - Sistemas de Controle
Utilizac¸a˜o dos sistemas de controle
• CTRL de PROCESSOS ⇒ ”como obter esses objetivos”
• Varia´veis controladas: composic¸a˜o, temper., pressa˜o, etc...
• Muitas varia´veis podem ser medidas (T , x, n, P )
• Muitas varia´veis podem ser manipuladas (φ, q˙)
Sistemas de controle (estrate´gias/configurac¸o˜es)
• Feedback vs. Feedforward
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Introduc¸a˜o - Sistemas de Controle
Utilizac¸a˜o dos sistemas de controle
• CTRL de PROCESSOS ⇒ ”como obter esses objetivos”
• Varia´veis controladas: composic¸a˜o, temper., pressa˜o, etc...
• Muitas varia´veis podem ser medidas (T , x, n, P )
• Muitas varia´veis podem ser manipuladas (φ, q˙)
Sistemas de controle (estrate´gias/configurac¸o˜es)
• Feedback vs. Feedforward
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Problemas representativos
Fundamento de controle de processos
”Compreensa˜o” do processo
Processo: definic¸a˜o
A conversa˜o de materiais que compo˜em uma corrente de
alimentac¸a˜o em produtos,usando operac¸o˜es f´ısicas e qu´ımicas.
Processo: Na pra´tica
O termo processo e´ usado tanto para a operac¸a˜o de
processamento quanto para os equipamentos de processamento.
A definic¸a˜o se aplica a treˆs tipos de processos
Cont´ınuo, batelada e semi-batelada
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Problemas representativos
Fundamento de controle de processos
”Compreensa˜o” do processo
Processo: definic¸a˜o
A conversa˜o de materiais que compo˜em uma corrente de
alimentac¸a˜o em produtos, usando operac¸o˜es f´ısicas e qu´ımicas.
Processo: Na pra´tica
O termo processo e´ usado tanto para a operac¸a˜o de
processamento quanto para os equipamentos de processamento.
A definic¸a˜o se aplica a treˆs tipos de processos
Cont´ınuo, batelada e semi-batelada
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Problemas representativos
Fundamento de controle de processos
”Compreensa˜o” do processo
Processo: definic¸a˜o
A conversa˜o de materiais que compo˜em uma corrente de
alimentac¸a˜o em produtos, usando operac¸o˜es f´ısicas e qu´ımicas.
Processo: Na pra´tica
O termo processo e´ usado tanto para a operac¸a˜o de
processamento quanto para os equipamentos de processamento.
A definic¸a˜o se aplica a treˆs tipos de processos
Cont´ınuo, batelada e semi-batelada
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Problemas representativos
Fundamento de controle de processos
”Compreensa˜o” do processo
Processo: definic¸a˜o
A conversa˜o de materiais que compo˜em uma corrente de
alimentac¸a˜o em produtos, usando operac¸o˜es f´ısicas e qu´ımicas.
Processo: Na pra´tica
O termo processo e´ usado tanto para a operac¸a˜o de
processamento quanto para os equipamentos de processamento.
A definic¸a˜o se aplica a treˆs tipos de processos
Cont´ınuo, batelada e semi-batelada
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Processos cont´ınuos
Exemplos de processos cont´ınuos
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Processos cont´ınuos
Cr´ıtico na especificac¸a˜o do sistema de controle (Trabalho!!!)
• Varia´veis controladas: Varia´veis do processo que sa˜o
controladas. O valor deseja´vel de uma varia´vel controlada
e´ chamado de set point
• Varia´veis manipuladas: Varia´veis do processo que podem
ser ajustadas para manter as Varia´veis controladas
pro´ximas aos seus set points. (ex: vaza˜o)
• Varia´veis de perturbac¸a˜o: varia´veis de processo que afetam
as varia´veis controladas, mas que na˜o podem ser
manipuladas.
Ex: Perturbac¸o˜es devido a mudanc¸as nas condic¸o˜es ambientais
Mudanc¸a na temperatura do ambiente, condic¸o˜es de
alimentac¸a˜o, etc.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Processos cont´ınuos
Cr´ıtico na especificac¸a˜o do sistema de controle (Trabalho!!!)
• Varia´veis controladas: Varia´veis do processo que sa˜o
controladas. O valor deseja´vel de uma varia´vel controlada
e´ chamado de set point
• Varia´veis manipuladas: Varia´veis do processo que podem
ser ajustadas para manter as Varia´veis controladas
pro´ximas aos seus set points. (ex: vaza˜o)
• Varia´veis de perturbac¸a˜o: varia´veis de processo que afetam
as varia´veis controladas, mas que na˜o podem ser
manipuladas.
Ex: Perturbac¸o˜es devido a mudanc¸as nas condic¸o˜es ambientais
Mudanc¸a na temperatura do ambiente, condic¸o˜es de
alimentac¸a˜o, etc.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Processos cont´ınuos
Cr´ıtico na especificac¸a˜o do sistema de controle (Trabalho!!!)
• Varia´veis controladas: Varia´veis do processo que sa˜o
controladas. O valor deseja´vel de uma varia´vel controlada
e´ chamado de set point
• Varia´veis manipuladas: Varia´veis do processo que podem
ser ajustadas para manter as Varia´veis controladas
pro´ximas aos seus set points. (ex: vaza˜o)
• Varia´veis de perturbac¸a˜o: varia´veis de processo que afetam
as varia´veis controladas, mas que na˜o podem ser
manipuladas.
Ex: Perturbac¸o˜es devido a mudanc¸as nas condic¸o˜es ambientais
Mudanc¸a na temperatura do ambiente, condic¸o˜es de
alimentac¸a˜o, etc.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Processos cont´ınuos
Especificar quais sa˜o as varia´veis controladas, manipuladas e de
perturbac¸a˜o depende do conhecimento e experieˆncia acerca do
processo e objetivos do controle
Sera´???
Algumas varia´veis de perturbac¸a˜o podem ser medidas on-line,
mas muitas na˜o podem como, por exemplo, a composic¸a˜o do
petro´leo
Ha´ modelagem matema´tica preditiva de composic¸a˜o. Exemplo:
• Espectroscopia de Infravermelho por reflectaˆncia (NIR)
• Me´todos estat´ısticos de regressa˜o multivariada
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Processos cont´ınuos
Especificar quais sa˜o as varia´veis controladas, manipuladas e de
perturbac¸a˜o depende do conhecimento e experieˆncia acerca do
processo e objetivos do controle
Sera´???
Algumas varia´veis de perturbac¸a˜o podem ser medidas on-line,
mas muitas na˜o podem como, por exemplo, a composic¸a˜o do
petro´leo
Ha´ modelagem matema´tica preditiva de composic¸a˜o. Exemplo:
• Espectroscopia de Infravermelho por reflectaˆncia (NIR)
• Me´todos estat´ısticos de regressa˜o multivariada
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Sistemas de Controle - Processos em batelada e
semi-batelada
Exemplos
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Exemplo: Tanque de mistura
Usado em muitas indu´strias para garantir que o produto final atenda a`s
especificac¸o˜es do consumidor.
Tanque de mistura: desenho
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Tanque de mistura
Modelo matema´tico para o tanque de mistura
{m˙entra} = {m˙sai}
Equac¸a˜o 1: Balanc¸o de massa
w¯1 + w¯2 = w¯
Equac¸a˜o 2: Balanc¸o do componente A
w¯1x¯1 + w¯2x¯2 = w¯x¯, considerando x2 = 1 e x¯ = xsp
Equac¸o˜es 1 e 2: ”Equac¸a˜o de projeto”
w¯2 = w¯1
xsp − x¯1
1− xsp
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Tanque de mistura
Modelo matema´tico para o tanque de mistura
{m˙entra} = {m˙sai}
Equac¸a˜o 1: Balanc¸o de massa
w¯1 + w¯2 = w¯
Equac¸a˜o 2: Balanc¸o do componente A
w¯1x¯1 + w¯2x¯2 = w¯x¯, considerando x2 = 1 e x¯ = xsp
Equac¸o˜es 1 e 2: ”Equac¸a˜o de projeto”
w¯2 = w¯1
xsp − x¯1
1− xsp
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Estrate´gias de controle
Como controlar?
E se a composic¸a˜o na entrada, x1, variar com o tempo ?
• Me´todo 1: medir x e ajustar w2
• Ajuste manual ou por um controlador automa´tico
• Lei de controle:
w2(t) = w¯2 +Kc [xsp − x(t)]
• Lei de controle proporcional
• X Ha´ outras leis de controle, exemplo: PI e PID
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
ExemploClassificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Estrate´gias de controle Feedback
Tanque de mistura
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Estrate´gias de controle Feedforward
Me´todo alternativo
E se a composic¸a˜o na sa´ıda, x, variar com o tempo ?
• Me´todo 2: medir x1 e ajustar w2
• E´ um me´todo alternativo
• Estrate´gia de controle Feedforward
• Equac¸a˜o de projeto:
w2(t) = w¯1
xsp − x1(t)
1− xsp
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Estrate´gias de controle Feedforward
Tanque de mistura
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Estrate´gias de controle
Outras poss´ıveis estrate´gias
• Me´todo 3: Combinar os me´todos 1 e 2 (muito utilizado!)
• Me´todo 4: Usar um tanque bem grande, para amortecer
as flutuac¸o˜es em x1 ($$)
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Controle Feedback
• A varia´vel controlada e´ medida.
• A medic¸a˜o e´ usada para ajustar a varia´vel manipulada
• A varia´vel de perturbac¸a˜o na˜o e´ medida
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Exemplo de Feedback em tanque de neutralizac¸a˜o
• Muito usado na etapa de higienizac¸a˜o de equipamentos
• E´ uma situac¸a˜o oposta ao exemplo anterior (↑ ↓ vs. �)
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Vantagens da estrate´gia de controle feedback
• A ac¸a˜o corretiva e´ executada, independentemente da fonte
de perturbac¸a˜o
• Exemplo para o tanque:
• Ac¸a˜o corretiva tanto para perturbac¸o˜es em w1 quanto para
x1, ou ambas (simultaneamente)
Dominaˆncia da estrate´gia de ctrl feedback :
• Principal motivo: Habilidade de manusear perturbac¸o˜es
de origem desconhecida
• A varia´vel controlada fica menos sens´ıvel a perturbac¸o˜es
na˜o medidas.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Limitac¸o˜es da estrate´gia de controle feedback
• A ac¸a˜o corretiva e´ executada somente apo´s a perturbac¸a˜o.
• A ac¸a˜o corretiva e´ executada somente apo´s a varia´vel
controlada ter se afastado de seu set point
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Vantagens da estrate´gia de ctrl Feedforward
• A varia´vel de perturbac¸a˜o e´ medida. A varia´vel controlada
na˜o e´ medida
• A ac¸a˜o corretiva e´ feita antes de a varia´vel controlada se
afaste de seu set point
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Vantagens da estrate´gia de ctrl Feedforward
• Em uma situac¸a˜o ideal, a ac¸a˜o corretiva vai cancelar os
efeitos da perturbac¸a˜o, de modo que a varia´vel controlada
na˜o e´ afetada.
• Na pra´tica, isto na˜o ocorre.
• Entretanto, a estrate´gia Feedforward diminui
significativamente os efeitos das perturbac¸o˜es.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Desvantagens da estrate´gia de ctrl Feedforward
• A varia´vel de perturbac¸a˜o deve ser medida com precisa˜o
• Nenhuma ac¸a˜o corretiva e´ feita para perturbac¸o˜es na˜o
medidas
• E´ necessa´rio um bom modelo matema´tico preditivo
• Na˜o ha´ nenhuma informac¸a˜o a respeito da composic¸a˜o na
sa´ıda (x) do tanque
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Desvantagens da estrate´gia de ctrl Feedforward
• Em aplicac¸o˜es industriais na˜o e´ via´vel economicamente
($$) tentar medir todas as perturbac¸o˜es.
• Uma abordagem mais pra´tica e´ usar uma combinac¸a˜o das
duas estrate´gias
• Feedback-Feedforward
• Feedback: executa a ac¸a˜o corretiva para perturbac¸o˜es na˜o
medidas
• Feedforward: diminui o efeito das perturbac¸o˜es antes que
a varia´vel controlada se afaste de seu valor de set point
• Feedback-Feedforward : mede-se simultaneamente as
varia´veis x e x1.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Desvantagens da estrate´gia de ctrl Feedforward
• Em aplicac¸o˜es industriais na˜o e´ via´vel economicamente
($$) tentar medir todas as perturbac¸o˜es.
• Uma abordagem mais pra´tica e´ usar uma combinac¸a˜o das
duas estrate´gias
• Feedback-Feedforward
• Feedback: executa a ac¸a˜o corretiva para perturbac¸o˜es na˜o
medidas
• Feedforward: diminui o efeito das perturbac¸o˜es antes que
a varia´vel controlada se afaste de seu valor de set point
• Feedback-Feedforward : mede-se simultaneamente as
varia´veis x e x1.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Desvantagens da estrate´gia de ctrl Feedforward
• Em aplicac¸o˜es industriais na˜o e´ via´vel economicamente
($$) tentar medir todas as perturbac¸o˜es.
• Uma abordagem mais pra´tica e´ usar uma combinac¸a˜o das
duas estrate´gias
• Feedback-Feedforward
• Feedback: executa a ac¸a˜o corretiva para perturbac¸o˜es na˜o
medidas
• Feedforward: diminui o efeito das perturbac¸o˜es antes que
a varia´vel controlada se afaste de seu valor de set point
• Feedback-Feedforward : mede-se simultaneamente as
varia´veis x e x1.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Desvantagens da estrate´gia de ctrl Feedforward
• Em aplicac¸o˜es industriais na˜o e´ via´vel economicamente
($$) tentar medir todas as perturbac¸o˜es.
• Uma abordagem mais pra´tica e´ usar uma combinac¸a˜o das
duas estrate´gias
• Feedback-Feedforward
• Feedback: executa a ac¸a˜o corretiva para perturbac¸o˜es na˜o
medidas
• Feedforward: diminui o efeito das perturbac¸o˜es antes que
a varia´vel controlada se afaste de seu valor de set point
• Feedback-Feedforward : mede-se simultaneamente as
varia´veis x e x1.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Classificac¸a˜o de estrate´gias de controle
Desvantagens da estrate´gia de ctrl Feedforward
• Em aplicac¸o˜es industriais na˜o e´ via´vel economicamente
($$) tentar medir todas as perturbac¸o˜es.
• Uma abordagem mais pra´tica e´ usar uma combinac¸a˜o das
duas estrate´gias
• Feedback-Feedforward
• Feedback: executa a ac¸a˜o corretiva para perturbac¸o˜es na˜o
medidas
• Feedforward: diminui o efeito das perturbac¸o˜es antes que
a varia´vel controlada se afaste de seu valor de set point
• Feedback-Feedforward : mede-se simultaneamente as
varia´veis x e x1.
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Diagramas de controle de processos
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Diagramas de controle de processos
• Diagrama esquema´tico do tanque
• Mostra as conexo˜esf´ısicas entre os componentes do
sistema de controle
• Diagrama de blocos do tanque
• Mostra o fluxo de informac¸o˜es entre os componentes do
sistema de controle
• Cada componente ou bloco do sistema de controle e´
descrito por uma equac¸a˜o alge´brica ou equac¸a˜o diferencial.
• Engenheiro de controle: Func¸a˜o de desenvolver a
modelagem matema´tica adequada para cada bloco
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Diagramas de controle de processos
• Diagrama esquema´tico do tanque
• Mostra as conexo˜es f´ısicas entre os componentes do
sistema de controle
• Diagrama de blocos do tanque
• Mostra o fluxo de informac¸o˜es entre os componentes do
sistema de controle
• Cada componente ou bloco do sistema de controle e´
descrito por uma equac¸a˜o alge´brica ou equac¸a˜o diferencial.
• Engenheiro de controle: Func¸a˜o de desenvolver a
modelagem matema´tica adequada para cada bloco
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Diagramas de controle de processos
• Diagrama esquema´tico do tanque
• Mostra as conexo˜es f´ısicas entre os componentes do
sistema de controle
• Diagrama de blocos do tanque
• Mostra o fluxo de informac¸o˜es entre os componentes do
sistema de controle
• Cada componente ou bloco do sistema de controle e´
descrito por uma equac¸a˜o alge´brica ou equac¸a˜o diferencial.
• Engenheiro de controle: Func¸a˜o de desenvolver a
modelagem matema´tica adequada para cada bloco
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Um exemplo mais complicado
Na˜o e´ ta˜o simples como o exemplo do tanque (univaria´vel)
Coluna de destilac¸a˜o: controle multivaria´vel
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Hierarquia de atividades de controle de processos
DCA UFLA
UFLA
DCA
Introduc¸a˜o
Prob. Repres.
Exemplo
Classificac¸a˜o
Diagramas
Hierarquia
Para casa
Atividades:
• NA˜O deixe acumular mate´ria!!!! Comec¸e a estudar.
• Estudar todo o conteu´do que esta´ no MEGA.
• A pasta esta´ acess´ıvel a partir do grupo de
instrumentac¸a˜o e controle (Facebook)
• Reunir com o grupo de trabalho e ja´ comec¸ar formatar e
escrever a sua revisa˜o de literatura.
DCA UFLA
	Introdução
	Problemas representativos
	Exemplo ilustrativo: o tanque de mistura
	Classificação
	Diagramas
	Hierarquia