Carlos Alvarez

MALHA DE CONTROLE

INSTRUMENTAO & AUTOMAO

2Malha de ControleControle Manual - Operador

3(Leite Frio)

(Leite Quente)

Set-Point

Malha de Controle

4Malha Aberta:

aquela em que a informao sobre a varivel controlada, no utilizada para ajustar quaisquer das variveis de entrada, visando compensar as variaes que ocorrem nas variveis do processo e que influenciam na varivel controlada.

O conceito de malha aberta freqentemente utilizado nas discusses dos sistemas de controle, para indicar que est se investigando a dinmica do processo em uma condio no controlada, ou seja, investiga-se apenas a dinmica do processo.

Malha de Controle

5Sistema de Malha Aberta:

Malha de Controle

6Sistema de Malha Aberta:

Malha de Controle

7Malha Fechada:

Na malha fechada, a informao sobre a varivel controlada, comparada com um valor desejado (set point), e esta informao utilizada para manipular (alterar) uma ou mais variveis de processo.

Em sistemas de malha fechada, o controle de processo pode ser efetuado e compensado antes (controle antecipatrio ou feedforward) ou depois (controle realimentado ou feedback) de afetar a varivel controlada.

Malha de Controle

8Sistema de Malha Fechada:

Malha de Controle

9Sistema de Malha Fechada:

Malha de Controle

10

Sistema de Malha Fechada:

Malha de Controle

11

Sensor

um dispositivo sensvel a alguma forma de energia. Esta energia sensibilizante (luz, calor, movimento etc) traz informao sobre uma grandeza que precisamos medir (temperatura, presso, velocidade etc.).

O sensor tambm conhecido como detector ou elemento primrio.

Sensor de Temperatura

Sensor Capacitivo

Elementos Funcionais

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Elemento Primrio

Dispositivo de modifica a condio da varivel medida ou pode ser uma denominao para sensor.

Placas de Orifcio

Eletrodos de pH

Elementos Funcionais

13

Transmissor

O transmissor um instrumento que detecta mudanas na varivel de processo e transmitem-nas distncia na forma de um sinal padro, proporcional ao valor desta varivel.

Vazo

Presso

Elementos Funcionais

14

Conversor

Os conversores so dispositivos que convertem sinais padronizados em outros sinais tambm padronizados, de mesma natureza ou de naturezas diferentes.

Neste sentido podemos considerar um conversor como uma interface entre dispositivos, podendo ser instalado tanto na entrada como na sada dos sistemas.

Elementos Funcionais

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Transdutor

um termo geral para dispositivos que recebem informaes na forma de uma ou mais quantidades de grandezas fsicas, modifica as informaes e/ou sua forma, caso necessrio, e produz um sinal de sada resultante.

Dependendo da aplicao, o transdutor pode ser um transmissor, um rel, um conversor, um sensor, um atuador ou outro dispositivo.

Como o termo transdutor no especfico, us-lo para aplicaes especficas no recomendado.

Elementos Funcionais

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Indicador

O indicador o instrumento que mostra a varivel de processo atravs do conjunto escala-ponteiro (indicao analgica), bargraph (barras grficas) ou atravs de dgitos (indicao digital).

AnalgicoDigital Bargraph

Elementos Funcionais

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Registrador

O registrador o instrumento que registra o valor da varivel de processo em um grfico (ou carta) atravs de uma pena.

O registrador pode ser remoto ou local.

O registrador pode ser contnuo, com 1 a 4 penas, ou multiponto, com o registro descontnuo de 6, 12 ou 24 pontos.

Elementos Funcionais

18

Registrador

O grfico pode ser circular ou em tira.

O grfico de tira pode ser em rolo ou sanfonado.

O acionamento do grfico pode ser mecnico ou eltrico (raramente pneumtico).

Atualmente os registradores eletrnicos digitais microprocessados no possuem papel para registro. As informaes so armazenadas na memria do registrador e mostradas em telas LCD Liquid Crystal Display Visor de Cristal Lquido).

Elementos Funcionais

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Registrador

Analgico de Carta Giratria

Digital de Carta Sanfonada

Digital Sem Papel

Elementos Funcionais

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Controlador

O controlador o principal instrumento da malha de controle.

o instrumento que recebe dois sinais: a medio da varivel controlada (PV) e o set point (SP).

A funo especfica do controlador a de comparar estes dois valores e gerar automaticamente um sinal de sada para atuar a vlvula, de modo a diminuir ou eliminar a diferena entre a medio e o ponto de ajuste.

Elementos Funcionais

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Controlador

PV

SP

ERROCOMPARADOR

TRATAMENTO DO ERRO

COMPUTAO

SINAL DE CORREO

ERRO = PV - SP

Elementos Funcionais

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Controlador

MedioPV

Erro

AMP Correo

Bias

% - Proporcional - Integral

dt - Derivativa

Set PointSP

Erro = PV - SP

Elementos Funcionais

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Controlador

PneumticoDigitalSingle Loop ou Multi Loop

Eletrnico Analgico

Elementos Funcionais

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Elemento Final de Controle

So equipamentos que recebem o sinal de correo do controlador e, em funo deste sinal, modificam ou atuam sobre a varivel manipulada ou agente de controle.

Dentre os elementos finais de controle, a vlvula de controle pneumtica, utilizada para regular a vazo de fluidos a partir da obstruo causada por uma pea mvel, chamada de obturador, o elemento final de controle mais utilizados nas indstrias.

Desempenham, tambm, este papel de elemento final de controle o damper, a resistncia eltrica, o motor, a bomba, o brao de um rob, o inversor de freqncia etc.

Elementos Funcionais

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Elemento Final de Controle

VlvulaMotor

Damper

Resistncia

Elementos Funcionais

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Computadores de Sinal

So os instrumentos que executam funes de clculo matemtico com as variveis, tais como extratores de raiz quadrada, linearizadores, integradores, somadores e subtratores etc.

Elementos Funcionais

Diversos

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Instrumentos Cegos So instrumentos que no tem indicao visvel do valor da varivel medida.

Instrumentos de Campo So instrumentos instalados nos equipamentos ou tubulaes no processo.

28

Instrumentos de Painel So instrumentos instalados em painis localizados geralmente em salas apropriadas para este fim.

Diversos

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Varivel de Processo:E qualquer grandeza fsica que possui o valor altervel com o tempo.

Ex.: Presso, peso, densidade, temperatura, nvel etc.

Varivel Manipulada:Varivel que recebe a ao do sistema de controle, a fim de manter a varivel controlada no valor desejado.

Ex.: Vazo de Vapor.

Definies Controle de Processos

Varivel Controlada:Varivel que se deve manter em um valor desejado.

Ex.: Temperatura de sada do Leite.

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SENSORTRANSMISSORCONTROLADOR

PROCESSO

PERTURBAO

SET-POINT

VARIAVELMANIPULADA

VARIAVELCONTROLADA

Definies Controle de Processos

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(Leite Frio)

(Leite Quente)

Set-Point

Vapor

Condensado

Controle de Temperatura

Definies Controle de Processos

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Correo:Valor de sada do controlador para o elemento final de controle, a fim de corrigir (levar para o valor de set point) a varivel controlada, agindo sobre a varivel manipulada.

Set Point:Valor de referncia ou ponto de ajuste preestabelecido para a varivel controlada. Tambm chamado Set Value (SV).

Definies Controle de Processos

33

(Leite Frio)

(Leite Quente)

Set-Point

Vapor

Condensado

Varivel Controlada: Temperatura de Sada do Leite

Varivel Manipulada: Vazo de Vapor

Sinal de Correo

Definies Controle de Processos

34

Agente de Controle: a energia ou material do processo que manipulado, a fim de manter a varivel controlada.

Ex.: Vapor

Meio Controlado: a energia ou material no qual a varivel controlada.

Ex.: Leite

Definies Controle de Processos

35

(Leite Frio)

(Leite Quente)

Set-Point

Vapor

Condensado

Meio Controlado: Leite

Agente de Controle: Vapor

Definies Controle de Processos

36

(Leite Frio)

(Leite Quente)

Set-Point

Vapor

Condensado

Varivel Controlada: Temperatura de Sada do Leite

Varivel Manipulada: Vazo de Vapor

Sinal de Correo

Agente de Controle: Vapor

Meio Controlado: Leite

Sensor:

TransmissorControlador

Conversor

Elemento Final de Controle: Vlvula

Definies Controle de Processos

37

Definies Controle de Processos

38

Definies Controle de Processos

39

LIC

100SP

cido Sulfrico

Consumo

LT101

LY100

A

B

Definies Controle de Processos

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Todas as ilustraes, marcas e produtos mencionados nesta apresentao pertencem aos seus respectivos proprietrios, assim como qualquer outra forma de propriedade intelectual, sendo usadas estritamente em carter educacional.

Carlos Alvarez

Declarao de copyright

Slide Number 1 Malha de Controle Malha de Controle Malha de Controle Malha de Controle Malha de Controle Malha de Controle Malha de Controle Malha de Controle Malha de Controle Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Elementos Funcionais Diversos DiversosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDefinies Controle de ProcessosDeclarao de copyright