Dispositivos de controle com ação liga-desliga

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Departamento de Engenharia Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 4 
Dispositivos de Controle com ação liga-desliga 
 
 
Alunas: Aysla Cristine Santos Mayrink 
Karoline Ferreira e Silva 
Raíssa Ávila Nascimento 
Professor: Délio Eduardo Barroso Fernandes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte 
2019 
1 
 
ATIVIDADE 4.1 - PRESSOSTATO 
4.1.1 Introdução 
O pressostato é um instrumento de medição de pressão utilizado como componente do 
sistema de proteção de equipamentos ou processos industriais. Sua função básica é de proteger 
a integridade de equipamentos contra sobrepressão ou subpressão aplicada aos mesmos durante 
seu funcionamento. É constituído em geral por um sensor, um mecanismo de ajuste de setpoint 
e uma chave de duas posições, aberto ou fechado. Como mecanismo de ajuste de setpoint é 
utilizado, na maioria das vezes, uma mola com faixa de ajuste selecionada conforme a pressão 
de trabalho e ajuste, e em oposição à pressão aplicada. O mecanismo de mudança de estado 
mais utilizado é o micro interruptor, que pode ser do tipo normal aberto ou normal fechado. 
A primeira consideração a ser feita na seleção de um pressostato é o seu tempo de vida 
útil, independentemente da pressão ou da sensibilidade desejada. A escolha do tipo de 
pressostato varia de acordo com o número de ciclos que ele deve operar, podendo ser do tipo 
diafragma, bourdon ou pistão. 
4.1.2 Metodologia 
Nesta atividade foi realizado a calibração do pressostato por comparação de pressões 
aplicada simultaneamente em um manômetro padrão e no pressostato. Para isso foi efetuado a 
montagem do pressostato e do manômetro de referência na bomba de comparação, depois foi 
escolhido uma faixa de pressões compatível com os equipamentos disponíveis e feito a 
calibração dentro dessa faixa escolhida. Foi utilizado as lâmpadas de sinalização vermelha para 
pressão crescente e verde para a decrescente. 
4.1.3 Resultados 
A tabela 1 apresenta os dados obtidos na calibração do pressostato. Foram necessárias 
5 interações para atingir a faixa de pressão desejada que era entre 12 – 15 psi. 
Tabela 1 – Pressostato 
Pressão Mínima Pressão Máxima Diferencial 
12,0 17,0 5,0 
12,5 15,8 3,3 
12,5 15,8 3,3 
12,5 15,2 3,3 
12,0 15,0 3,0 
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ATIVIDADE 4.2 – TERMOSTATO 
4.2.1 Introdução 
O termostato é um dispositivo destinado a manter constante a temperatura de um determinado 
sistema, através de regulação automática. O termostato é um instrumento que tem a função de 
impedir que a temperatura de determinado sistema varie além de certos limites 
preestabelecidos. Um mecanismo desse tipo é composto, fundamentalmente, por dois 
elementos: um indica a variação térmica sofrida pelo sistema e é chamado elemento sensor; o 
outro controla essa variação e corrige os desvios de temperatura, mantendo-a dentro do 
intervalo desejado. Termostatos controlam a temperatura dos refrigeradores, ferros elétricos, ar 
condicionado e muitos outros equipamentos. O termostato industrial tem sido utilizado cada 
vez mais por diversos tipos de indústrias e empresas. É uma ferramenta muito importante para 
desenvolver projetos que possuem necessidade de controlar temperaturas de líquidos. 
Quando é necessário fazer a calibração desse equipamento, os fabricantes de termostatos 
costumam disponibilizar nomogramas para auxiliar na calibração. A monografia é um processo 
de cálculo pelo qual a relação entre duas ou mais varáveis é determinada por linhas e pontos 
por meio de uma construção geométrica simples. O termo foi cunhado pelo matemático francês 
Maurice d’Ocagne. 
4.2.2 Metodologia 
Nessa atividade o termostato foi calibrado para manter a 
temperatura da água no béquer entre 40 e 50 ºC. Para isso, 
um ebulidor foi utilizado para aquecimento da água no 
béquer e o trocador de calor foi utilizado para resfriamento. 
Os ajustes de máxima temperatura (TH) e temperatura 
mínima (TL), foi auxiliado por um nomograma, fornecido 
pelo fabricante, que é um dispositivo gráfico que permite 
relacionar duas ou mais variáveis. 
A montagem do sistema térmico foi realizada conforme a 
figura X. A calibração foi verificada por aquecimento e resfriamento da água no béquer, com 
um sistema de sinalização de cores do processo. Para o aquecimento a lâmpada vermelha e 
resfriamento a lâmpada verde. 
4.2.3 Resultados 
A tabela 2 apresenta os dados obtidos na calibração do termostato. Foram necessárias 4 
interações para atingir a faixa de temperatura desejada que era entre 40 – 50 ºC. 
Tabela 2 – Termostato 
Temperatura Mínima Temperatura Máxima Diferencial 
40 52 12 
39 51 12 
39 50 11 
40 50 10 
Figura 1 - Diagrama de 
montagem do sistema térmico. 
3 
 
ATIVIDADE 4.3 – RELÉS E CONTADORES 
4.3.1 Introdução 
Em muitos sistemas o controle pode ser efetuado a partir de uma simples chave liga-
desliga que é ativada ou desativada, por exemplo, a partir de uma determinada temperatura ou 
nível de um reservatório. Nesse tipo de ação, o controlador avalia o sinal de entrada e o compara 
com a realimentação. Se a saída superar a entrada, o atuador é desligado; se a realimentação for 
menor, o atuador é ligado. Um exemplo desse processo são os refrigeradores, nos quais um 
termostato controla o compressor, que é um controlador liga-desliga com par bimetálico. 
Quando a temperatura fica abaixo de um determinado valor, um dos metais se dilata mais que 
o outro, envergando-se e abrindo o contato, o que desliga o compressor, e algum tempo depois 
o bimetálico retorna à posição original, fechando o contato e ligando o compressor novamente. 
A ação de controle liga-desliga (on-off) pode ser considerada a ação de controle de maior 
simplicidade e economia. Entretanto, uma desvantagem reside nas limitações no que diz 
respeito ao comportamento dinâmico e em regime permanente do sistema em malha fechada. 
Suas aplicações restringem-se a sistemas onde não é necessária muita precisão e nem um bom 
desempenho dinâmico. Além disso, as oscilações podem desgastar o controlador e o atuador 
pelo excesso de partidas. 
Relés, contatores e chaves fim-de-curso são dispositivos eletromecânicos do tipo on-off 
com contato móvel acionados geralmente por corrente elétrica alternada AC. Relés são 
interruptores utilizados em inúmeras aplicações, encontrado em componentes automotivos de 
acionamento, catracas de estação de trem e na abertura de portas de elevadores por exemplo. 
Contatores acionam cargas que exigem correntes elevadas (circuitos de potência) como motores 
trifásicos e resistências industriais. Por fim, chaves fim-de-curso possuem sensores que 
permitem determinar a presença ou ausência, passagem, posicionamento e término do 
curso de um objeto, utilizado em elevadores e portões eletrônicos por exemplo. 
Quando não energizada (estado de repouso), as molas do relé permanecem em contato 
na forma normal fechado (NF) e normalmente aberto (NA) que podem ter contato comutado ou 
não, dependendo da função do relé no circuito. Duas forças atuam no sistema: força elástica 
(mola) e força magnética (bobina). Quando corrente elétrica passa pela bobina, um campo 
magnético induzido é criado de forma que a força magnética gerada se torna maior que a força 
das molas, mudando a condição do circuito para aberto (se for normalmente fechado) ou 
fechado (se for normalmente aberto). 
 
 
4 
 
4.3.2 Metodologia 
Um contator e um relé foram analisados a fim de identificar quais terminais de malhas 
são normais abertas (NA) ou normais fechadas (NF). Para isso, utilizou-se um ohmímetro para 
realizar um teste de continuidade. De forma análoga,foi possível observar o mesmo fenômeno 
quando os eletrodos foram conectados nos terminais da bobina do contador e do relé. O 
fechamento da armadura dos contatores foi observado para terminais NA enquanto a abertura 
da armadura foi observada para os terminais NF quando certos terminais do circuito foram 
ligados na tomada. 
 
4.3.3 Resultados 
A Tabela 2 apresenta as configurações observadas no experimento. Foram avaliados 
todos os contatos, mas alguns contatos do relé estavam com os fios interrompidos, o que não 
permitiu a identificação do tipo. 
 
Tabela 2 – Resultados experimentais dos contactores e relé. 
 
 Contator Relé 
 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
14 
13 
31 
32 
B1 
B2 
4 
6 
4 
5 
10 
7 
10 
x 
2 
3 
NA* X X X X X X 
NF* X X X 
B* X X 
*NA = Normal Aberto; NF=Normal Fechado; B = Bobina. 
Fonte: Autoria própria. 
 
CONCLUSÃO 
 
Com a prática realizada foi possível observar como é feita a calibração dos equipamentos de 
controle, pressostato, termostato, relés, contactores e chaves fim-curso. Como também, 
aprender um pouco mais sobre seu funcionamento dos dispositivos de controle com ação liga-
desliga, e suas aplicações na indústria. 
Ao final de cada atividade, foi atingido o objetivo de calibrar os equipamentos nas faixas pré-
estabelecidas, com um número razoável de interações.