DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS - ATIVIDADE AV2

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Eng. Controle Automação
Nome:_______________________________ RA: _____________
 				
 
					
Prof. Gustavo Gonçalves
Disciplina:
Desenvolvimento de Sistemas
Avaliação:
Relatório 
1º Semestre / 2019 Data: __ / __ /2019
FAESO – Ourinhos - SP
NOTA:
Atividade – Controle PID de Nível de Tanque Aberto
1. Objetivos gerais
Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de:
Entender a modelagem por diagrama de blocos de 1 tanque (malha fechada usando o bloco Integrador);
Entender o esquema geral de controle em malha fechada (SETPOINT, PID, VÁLVULA, TANQUE e SENSOR);
Ser capaz de, usando os diagramas de blocos, montar seu próprio sistema de simulação de 1 tanque;
Ser capaz de, a partir de funções de transferência fornecidas, simular um sistema de controle PID qualquer;
2. Materiais necessários
Artigo “PID Controller for Two Tank Liquid Level Process Using LabVIEW”;
Software de simulação;
3. SISTEMA:
 Entender e projetar o sistema apresentado;
 Realizar a sintonia do controlador PID manualmente;
 
4) Desenhe, usando diagrama de blocos, um sistema de controle genérico em malha fechada.
Use os seguintes blocos: SOMADOR, PLANTA, ATUADOR, PID e SENSOR.
R:. 
5) Desenhe, usando diagrama de blocos, a malha que representa o sistema do tanque.
R:. 
6) Com base no sistema do item 3, explique qual é a função de cada um dos elementos (principais) do diagrama de blocos.
R:. Somador: É ele quem vai ficar fazendo a realimentação do sistema, comparando um valor de saída com um valor de entrada do meu sistema; PID: No meu sistema, ele vai calcular o erro entre a variável controlada e o valor que foi setado no meu setpoint, de forma a eliminar este desvio; ATUADOR: Nesse meu sistema está representado como a válvula, ela recebe o valor “corrigido” pelo PID e atua no meu tanque, fazendo ele encher ou esvaziar; PLANTA: É onde está localizado minha estrutura altamente complexa, projetada em função do meu principal processo, que é controlar o fluxo de líquido do meu Tanque; SENSOR: No meu sistema de malha fechada está representado como o ganho, que tem por função fazer uma conversão do sinal de saída do meu processo em um mesmo sinal de entrada, para ajustar o controlador. 
7) Explique como o controlador PID é capaz de controlar o nível deste processo.
R:. Com o avanço da tecnologia, os sistemas e processos ficaram ainda mais complexos, tornando ineficazes, a utilização dos controladores convencionais, por isso as principais industrias vem adotando um método que vem se tornando muito utilizado que é o controlador PID. O controlador PID é o algoritmo mais tradicional na indústria, e nesse processo o PID atua da seguinte forma: Inicialmente o controlador PID calcula o “erro “ entre a sua variável controlada e seu valor desejado, e em função deste “erro” gera um sinal de controle, de forma a eliminar este desvio.
O algoritmo PID utiliza o “erro” em três módulos distintos para produzir a sua saída ou variável manipulada. O controlador proporcional, integral e derivativo gera sua saída proporcionalmente ao “erro”, proporcionalmente a integral do erro e proporcionalmente a derivada do “erro”. 
Para demonstração do controlador PID o usuário pode definir os valores das constantes Kp, Ki, e Kd e da referencia de nível desejada (Setpoint). O PID realiza as funções de controle a partir do desvio entre variável de processo (fluxo da válvula) e o seu setpoint. Quanto maior o desvio, maior a ação de controle, controlador deve atuar de forma a trazer o processo rapidamente para o equilíbrio. 
A relação não linear entre desvio e a mudança na variável manipulada é produzida pela função “ganho não linear”. 
8) Desenhe e explique, usando diagrama de blocos, os elementos que simulam a válvula reguladora de fluxo.
R:. SOMADOR: No diagrama de blocos da Válvula, é ele quem vai dar a continuidade da soma; PID: O controlador PID vai calcular o erro do sistema, entre os valores da variável que quero controlar, e meu valor de entrada, que foi definido pelo setpoint. VÁLVULA: Ela é o atuador do meu sistema, e tem por função realizar a função de transferência, que é receber as informações do meu valor de entrada que foi corrigido pelo PID e o modificar gerando um novo conjunto de dados para a saída do meu processo. 
9) Por que, na malha de realimentação, usa-se um ganho para simular o sensor de nível?
R:. O sensor, ou elemento de medição, é um dispositivo que converte a variável de saída em outra variável conveniente, como deslocamento, pressão, tensão, etc. Que pode ser utilizada para comparar a saída ao sinal de entrada de referência. Este elemento está no ramo de realimentação de malha fechada. Este elemento na malha fechada é representado pelo ganho que tem por característica ajustar o controlador fazendo uma conversão de referencia com as mesmas unidades do sinal de realimentação. 
10) Apresentar seu sistema supervisório (PAINEL FRONTAL) com o PID sintonizado e programação (DIAGRAMA DE BLOCOS):