3 - Automação Industrial - Controle Automático

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Professora Janaina ArantesProfessora Janaina Arantes
Automação Industrial I
Prof. Vanderson Guilherme
Controle Automático
Objetivos:
O aluno deverá reconhecer os 
conceitos fundamentais da 
automação industrial e sua 
importância
Sistema de Controle
Conjunto de dispositivos aplicados no controle de um 
processo/equipamento
Sistema de Controle
• Máquinas industriais, tais como operatrizes;
• Controle de energia;
• Aquisição de dados de supervisão;
• Bancadas de testes automáticos;
• Controle de processos com realização de sinalização,
intertravamento e controle PID.
•Segurança do trabalho.
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL – APLICAÇÕES
Sistema de Controle
• Automobilística;
• Siderúrgica;
• Química;
• Petroquímica;
• Papel e celulose;
• Têxtil e calçados;
• Mineração;
• Alimentícia;
• Indústrias de tipo contínuo em geral.
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL – ÁREAS
Processos
Manual Semi-
Automático
Automático
Sistema de Controle
Controle Manual
Sistema de Controle
Dependente da ação humana
Controle Manual - Exemplo
Sistema de Controle
Controle Manual - Exemplo
Sistema de Controle
Controle Automático
Sistema de Controle
Sistema de Controle
(continuação)
CICLO AUTOMÁTICO 
DE PROCESSOS
Processo
Automatizado
Sensores
Controlador
Atuadores
Sistema de Controle
(continuação)
Especificações de Desempenho
• Podem envolver requisitos como:
– Rapidez na resposta: tempo de subida, transferência
em tempo mínimo;
– Exatidão: sobressinal, erro de regime, rastreamento
de referência;
– Robustez: rejeição aos distúrbios, estabilidade, 
robustez à incertezas;
– Custo: mínima energia, mínimo consumo;
– Conforto: capacidade de auto-diagnóstico;
– Simplicidade: modelos reduzidos, número pequeno
de componentes.
T
é
c
n
i
c
o
s
Sistema de Controle
(continuação)
Sistema
Entrada Saída
• Sistema:
Sistema de Controle
(continuação)
• Sistema de controle a malha aberta:
Sistema
SaídaDispositivo
de atuação
Resposta 
desejada
Não utiliza sinal dos sensores para efetuar correções no controle
Diagrama de Blocos
Sistema de Controle
Sistema de Controle
(continuação)
Sistema de Controle
(continuação)
Por que Malha Fechada ???
• Vantagens:
– redução da sensibilidade do sistema à variações
de parâmetros;
– maior rejeição à distúrbios;
Sistema de Controle
(continuação)
Por que Malha Fechada ???
• Desvantagens:
– maior número de componentes;
– perda de ganho.
– Aumento da complexidade do sistema;
– O ganho de um sistema de malha fechada é
reduzido por um fator 1/1+GH;
– Perda da estabilidade: um sistema que em malha
aberta é estável, pode não ser sempre estável em
malha fechada.
Sistema de Controle
(continuação)
Projeto de Sistema de Controle
Sistema
Modelo
Matemático
Análise
Projeto
Implementação
Baseado nas especificações
de desempenho
Sistema de Controle
(continuação)
Variáveis
• Referência (Setpoint)
• Erro (desvio)
• Variável Manipulada
• Variável Controlada
Elementos de Automação
ProcessoControlador
SensorTransdutor
Elemento final
de controle
Transmissor
SetPoint
Variável de
Processo
SP
PV
MV
Variável
Manipulada
temperatura
pressão
nível
vazão
tensão mecânica
deslocamento
tensão elétrica
impedância
elétrica
pneumática
hidráulica
Sistema de Controle
(continuação)
Exemplo
Bibliografia
[1] Camargo, V.L.A; Elementos de Automação
[2] OGATA, K, Engenharia de Controle Moderno
[3] Apostila do Prof. Fábio da Costa Pinto