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ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO C.A.I. 
 
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OBJETIVO 
Desenvolver os conceitos básicos da teoria de 
controle clássico e controle moderno no campo 
contínuo e no campo discreto. Aprimorar e 
aperfeiçoar os parâmetros de controladores 
analógicos e digitais. 
 
DEFINIÇÕES 
 
� Sistema 
É um conjunto de componentes que atuam 
conjuntamente e realizam um determinado objetivo. 
 
� Dinâmica 
Refere-se a uma situação ou estado que é 
dependente do tempo. 
 
� Controle 
É o ato de controlar, dirigir, ordenar, manipular um equipamento ou pessoas. 
No controle temos a seguinte ordem: 
 
 
 
 
 
 
 
 
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VARIÁVEIS DE ESTADO 
Definem a condição operativa de um sistema, essas variáveis podem ser 
corrente elétrica, velocidade, inclinação de um corpo e etc. 
 
VARIÁVEIS DE PERTURBAÇÃO 
Tendem a mudar o ponto operativo do sistema. São consideradas distúrbios. 
 
PLANTA DE UM SISTEMA DE CONTROLE 
A parte do sistema a ser controlada. 
Ex.: Reator nuclear, caldeira, gerador 
 
 
 
 
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� PROCESSO 
Definido como sendo a operação a ser controlada na planta. 
Ex.: Processo químico, físico ou biológico. 
 
Monitorar certas variáveis do processo e induzir mudanças em variáveis 
adequadas do processo são as funções primordiais do sistema de controle. 
Controlar um processo significa atuar sobre ele, ou sobre as condições a que o 
processo está sujeito, de modo a atingir algum objetivo. 
 
Os princípios básicos que norteiam as operações de um processo industrial 
têm como objetivos básicos: 
 
� SEGURANÇA 
As unidades de processamento devem ser operadas de forma a garantir a 
integridade dos operadores, dos equipamentos e do meio ambiente. 
 
� TAXAS DE PRODUÇÃO ESTABELECIDAS 
A quantidade de produtos requerida de uma planta a qualquer ponto no tempo 
é ditada, geralmente, pelas demandas do mercado e, portanto deve ser 
perseguida em concordância com a capacidade de produção da unidade. 
 
� QUALIDADE DOS PRODUTOS 
As especificações de qualidade são de fundamental importância e devem ser 
mantidas para evitar reprocessamento e geração de descartes de resíduos. 
 
� RESTRIÇÕES OPERACIONAIS 
Os equipamentos e o próprio processo tem restrição de operação. 
Ex.: O refervedor não deve operar a seco. 
As colunas de destilação não devem operar inundadas 
A temperatura de um leito catalítico não devem exceder um certo limite. 
 
Existem dois métodos básicos de modelagem: 
o MODELAGEM TEÓRICA (OU FENOMENOLÓGICA) 
Utilizam os princípios da física, matemática, química e/ou biológico para obter 
as equações diferenciais que regem o processo a ser modelado. 
o MODELAGEM EXPERIMENTAL (OU EMPÍRICA) 
Usa a observação direta dos dados operacionais do processo para obter as 
equações diferenciais que o descrevem. Geralmente, aplica-se um sinal de 
entrada conhecido e mede-se a saída correspondente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ATIVIDADES 
 
1. Um multímetro ou multiteste (multimeter ou DMM - digital multi meter em inglês) é um 
aparelho destinado a medir e avaliar grandezas elétricas. Existem modelos com mostrador 
analógico (de ponteiro) e modelos com mostrador digital. Utilizado na bancada de trabalho 
(laboratório) ou em serviços de campo, incorpora diversos instrumentos de medidas elétricas 
num único aparelho como voltímetro, amperímetro e ohmímetro por padrão e capacímetro, 
frequêncimetro, termômetro entre outros, como opcionais conforme o fabricante do instrumento 
disponibilizar. Nesses instrumentos tanto analógicos como digitais, a resolução é estabelecida, 
respectivamente: 
 
a) pela maior divisão da escala e pelo dígito menos significativo do display. 
b) pela menor subdivisão da escala e pelo dígito mais significativo do display. 
c) pela maior divisão da escala e pelo dígito mais significativo do display. 
d) pela menor subdivisão da escala e pelo dígito menos significativo do display. 
 
2. A teoria de controle trata do comportamento de sistemas dinâmicos, onde a saída desejada 
de um sistema é chamada de referência. Quando uma ou mais variáveis de saída necessitam 
seguir certa referência ao longo do tempo, um controlador manipula as entradas do sistema 
para obter o efeito desejado nas saídas deste sistema. Sobre os processos que envolvem o 
controle automático industrial avalie as afirmativas abaixo. 
 
I - Em fundamentos de comunicação de dados são considerados como sinais analógicos os 
que variam continuamente no tempo e como sinais digitais os que apresentam variação 
discreta no tempo (descontinuidade). Os computadores e as redes de computadores utilizam 
sinais digitais, sendo que o bit 0, necessariamente, deve ter valor de 0 Volts e o bit 1, o valor 
igual a 12 Volts. 
 
II - Os filtros digitais são de grande importância em tratamento de sinais. Atualmente no 
sistema de trafego de dados industriais os cabos de pares trançados são usados na 
transmissão de sinais analógicos ou digitais. 
 
 
III - Uma aplicação notável do controle dinâmico é no voo tripulado, onde seu objetivo é além 
da habilidade de produzir sustentação de um aerofólio, é também propor o controle da 
aeronave para voos seguros. 
 
IV - Na Segunda Guerra Mundial, o controle e a automação de sistemas foram extremamente 
importantes para os países que as utilizavam, principalmente quando se tratavam de itens 
como controle de incêndio, sistemas de orientação e eletrônica embarcada. Na mesma linha a 
corrida espacial dependia, também do controle preciso para auxilio da navegação de seus 
módulos. A evolução dos resultados de um processo é notável na atualidade quando 
observamos o crescente uso desses conceitos tanto no ambiente industrial quanto fora dele. 
 
V - Considere o controle de navegação do automóvel, que é um dispositivo projetado para 
manter o veículo em uma velocidade constante. A variável de saída do sistema é o torque de 
saída do motor. A variável de entrada é a velocidade do veículo, que é regulada pelo 
acelerador. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
a) II, III e IV, apenas 
b) I, apenas. 
c) V, apenas. 
d) I e IIV, apenas. 
e) III, IV e V, apenas. 
 
 
 
 
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3. Uma interface homem-máquina, ou IHM como é conhecida, apresenta uma aplicabilidade 
para que homem e máquina possam se comunicar. Quando a demanda do sistema 
supervisório exige melhores resultados em conectividade, acesso remoto, gráficos e 
flexibilidade na sua aplicação, a IHM recomendada é a caracterizada por: 
 
a) acondicionamento de sinais. 
b) substituição de botoeiras. 
c) medição e comparação. 
d) supervisão. 
e) tratamento de dados. 
 
4. Na pirâmide da automação industrial, o nível 1 refere-se à aquisição de dados e controle, 
sendo composto por dispositivos de campo. Esses dispositivos são compostos, entre outros, 
por elementos como: 
 
a) sistemas digitais e softwares. 
b) instrumentos de controle e pneumáticos. 
c) dispositivos de comunicação sem fio. 
d) controladores lógicos programáveis. 
e) atuadores, sensores e transmissores. 
 
5. Num sistema em malha aberta, o sinal de entrada é um sinal pré-definido e o controlador 
busca levar o sistema ao sinal de saída desejado. Já no sistema em malha fechada, o sinal de 
saída é realimentado (feedback) e o controlador corrige-o, de modo a aproximá-lo do estado 
desejado. Partindo do conceito das malhas em plantas industriais, de uma forma geral 
podemos classificar os Controladores Lógicos Programáveis como: 
 
a) Compacto, Modular e Soft-PLC. 
b) Proporcional, Integral e Derivado. 
c) Intertravado, Comparado e Temporizado. 
d) Lógico, combinado e integrador-PLC. 
e) Sequencial, analógico e hard-LPS. 
 
6. Abaixo é ilustrado o diagrama de uma malha de controle de automação.Analisando o diagrama acima descreva de forma clara e objetiva a função do componente 
descrito como elemento “X”.