WEB AULA DE AUTOMAÇÃO 2

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Unidade 1
Seção 2
Controle e automação
de processos
industriais
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Webaula 2
Suas limitações
Experimente
O que esperar?
Nesta seção, veremos:
Os conceitos 
de controle 
de processos
As
limitações
das técnicas
Isto nos permitirá ampliar a visão sobre o
assunto e desenvolver a solução correta
para os problemas.
O objetivo é analisar e compreender as
necessidades do processo a ser controlado
e conseguir propor um tipo de controle
para solucionar o problema.
Lembra-se da empresa que conhecemos
na primeira aula?
A pequena empresa fabricante de peças
de reposição para automóveis deseja
automatizar uma de suas linhas de
produção para ampliar sua produtividade,
mas não tem ideia de como realizar essa
automação. Para ajudá-la, tivemos de compreender
como é a produção dessa linha, o que foi
delimitado com duas simples questões:
1.1. Qual é o volume de produção dessa
linha?
2.2. Quantos tipos de produtos vocês
querem fabricar nessa mesma linha?
Situação-problema
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Situação-problema
Com base nesses questionamentos, delimitamos a
linha que deverá ser seguida, por meio da seguinte
resposta: A ideia dessa linha de produção é produzir
cerca de cem unidades de lâmpadas diariamente
para três tipos de veículos diferentes, totalizando
trezentas lâmpadas nesta linha, visto que são
fabricadas paralelamente.
Definimos, então, que o tipo de automação mais
adequado para nosso problema é a automação
flexível.
Mas como controlar esse processo que será
automatizado?
Qual é a melhor forma e qual é a melhor ação a ser
tomada para implementar o sistema de controle?
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Controle
de
processos
Conceitos
básicos
Função 
do controle
Limitações 
técnicas
Limitações 
dos 
dispositivos
Criatividade
Raciocínio 
lógico
Como devemos nos portar diante do problema
Agora, veja a importância dos conceitos e das habilidades para a formulação da solução do problema:
Essa imagem demostra, a partir da visualização de uma cabine de comando de um avião comercial, a
complexidade à qual o controle pode chegar.
Cabine de controle de uma aeronaveCabine de controle de uma aeronave. �Fonte: < https://goo.gl/rwQyI8 >. Acesso em: 15 ago. 2016.
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Suas limitações
Explore
Como surgiu o controle?
Até
1940
1940 -
1950 1960
1970 -
1980
1990 -
Atual
Diagrama de controle em malha aberta
Entrada Saída
Controlador Processo
Tipos de controle
O controle em malha aberta é um tipo mais primitivo e de baixo custo. Nele, a entrada do sistema é um
sinal predefinido, com base em experiências anteriores, para que, dessa forma, realize o trabalho e a
saída alcance o sinal desejado.
Diagrama de controle em malha abertaDiagrama de controle em malha aberta. Fonte: Elaborada pelo autor.
Diagrama de controle em malha fechada
Tipos de controle
O sistema em malha fechada pode se dividir em dois subtipos: controle por realimentação e controle
antecipativo. Nesse tipo de sistema, o sinal de saída é realimentado para que se faça uma comparação
com o Setpoint (valor desejado).
Diagrama de controle em malha fechada. Diagrama de controle em malha fechada. Fonte: Elaborada pelo autor.
Diagrama de malha fechada por realimentação
Controles de malha fechada
Basicamente existem dois tipos de controle de malha fechada.
O Controle por Realimentação (feedback), mostrado na figura a seguir, é a forma tradicional e mais
usual. Ele consiste em medir a variável a ser controlada e compará-la a seu valor de referência, agindo
de forma a compensar o distúrbio, tendendo a levar seu valor de volta ao desejado.
Diagrama de malha fechada por realimentação. Diagrama de malha fechada por realimentação. Fonte: Elaborada pelo autor.
Diagrama de malha fechada antecipativa
Controles de malha fechada
Já o Controle Antecipativo (feedforward), mostrado na figura a seguir, foi difundido posteriormente em
casos em que a realimentação é negativa e se aplica a processos com atrasos grandes. Visa agir
diretamente na variável a ser controlada assim que o distúrbio é detectado, evitando que este percorra
o processo todo antes de corrigi-lo.
Diagrama de malha fechada antecipativa. Diagrama de malha fechada antecipativa. Fonte: Elaborada pelo autor.
Função do controle
Controlar um processo significa obter os resultados
desejados dentro dos limites de tolerância razoáveis
para determinado parâmetro. Por tanto, sempre
que houver um distúrbio, a variável controlada deve
retornar exatamente ao valor do ponto de ajuste
previamente estabelecido, dentro do tempo
prescrito e com erro limitado.
A função do sistema de controle é determinar o
valor das variáveis de processo e, continuamente,
atualizar os dispositivos de atuação que agem
diretamente sobre o processo.
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Ação liga/desligaAção liga/desliga Ação proporcionalAção proporcional Ações integral e derivativaAções integral e derivativa
Técnicas de controle
O controle por malha fechada possui algumas técnicas de aplicação. São elas:
A técnica de ação proporcional utilizada em conjunto com as ações integral e derivativa deu origem à
técnica de controle PID.
Controladores PID (Proporcional Integral Derivativo)
Os controladores PID são largamente utilizados,
uma vez que são capazes de solucionar a grande
maioria dos problemas de controle que surgem em
processos industriais. Essa expressiva utilização
deve-se ao fato de esse controlador ser de fácil
implementação, de baixo custo e versátil, capaz de
estabilizar os comportamentos transitórios e de
regime permanente dos processos sob controle.
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Levando em consideração uma infinidade de dispositivos que são ou podem ser utilizados para controle
de processos, torna-se difícil determinar a limitação de cada um desses componentes.
Podemos citar alguns dispositivos de controle e suas limitações:
O Controlador Lógico-Programável, que é robusto, compacto e tem bom desempenho em ambientes com
distúrbio considerável, apresenta necessidade de modulação, pois não tem todas as capacidades de controle em
seu módulo padrão.
O microcontrolador possui grande capacidade de processamento em um espaço muito reduzido, porém não tem
bom funcionamento em ambientes insalubres.
Processadores PIC apresentam boa capacidade de processamento, bom desempenho em ambientes com ruído e
boa velocidade de resposta. Sua maior limitação é a dificuldade em programação e lentidão na gravação de dados.
Limitações dos dispositivos utilizados em controle
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Link
Este artigo ‒ Proposta de planta piloto:Proposta de planta piloto: controle de vazão e temperatura de
líquidos ‒ mostra profundamente um sistema de controle avançado de
processos industriais. Acesse para aprofundar seus conhecimentos!
• ROCHA, R.; MARTINS FILHO, L. S.; PRADO, R. S.; SOPRANI, L. R. Proposta deProposta de
planta piloto:planta piloto: controle de vazão e temperatura de líquidos. In: COBENGE.
Brasília, 2004.
Disponível em: https://bit.ly/2Sdm8ds. Acesso em: 15 ago. 2016.
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Controle PID de temperatura. Disponível em: < https://goo.gl/TdW5Ee >. Acesso em: 15 ago. 2016.
Controle PID de TemperaturaControle PID de TemperaturaControle PID de Temperatura
O vídeo indicado mostra uma aplicação de controle PID para temperatura. É importante
entender como isso ocorre, para que você compreenda outros conteúdos que serão abordados.
Agora você deve ler a Seção 1.2Seção 1.2 do livro
didático.
É importante que você realize uma leitura
aprofundada da seção e faça as atividades:
• As questões diagnósticasquestões diagnósticas, disponíveis em seu
ambiente virtual, devem ser realizadas para que
você teste seus conhecimentos antes daaula.
• O Avançando na PráticaAvançando na Prática traz novas situações
da realidade que ajudarão você a compreender
a seção.
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