Instrumentao de controle (ICO 1)

Unidade 1

A Automao : a aplicao de tcnicas computadorizadas ou mecnicas para diminuir o uso de

mo- de-obra humana em qualquer processo de produo

B Automatismo: cada tcnica que forma o sistema automtico ou a forma como estes dispositivos interagem

entre si a fim de produzir maior volume de trabalho com

menor esforo fsico e mental do ser humano.

C Mecanizao: Consiste no uso de mquinas apenas para realizar um trabalho substituindo o esforo fsico do

homem no possuindo meios de regulagem de

funcionamento.

D Sistema: o conjunto de elementos dinamicamente relacionados entre si, formando uma atividade para atingir

um objetivo operando com entrada e fornecendo sadas

processadas.

E Processo : o conjunto sequencial e peculiar de aes que objetivam atingir uma meta, utilizado para criar,

inventar, projetar, transformar, produzir....

F Comando: uma etapa de um sistema mediante o qual uma ou mais grandezas de entrada influenciam uma ou mais

grandezas de sada, os tipos de comando podem ser manual,

mecnicos pneumticos, hidrulico, eltrico ou combinaes

destes os comandos podem apresentar grandezas externas

como vlvulas manuais, botoeiras, interruptores, chaves e

sensores diversos j as grandezas de entrada internas podem

ser provenientes de chaves de fim-de-curso e demais

sensores do prprio sistema que podem ter seus valores

alterados ao longo do processo, j as grandezas de sada tem

como funo produzir acionamento ou manifestaes

externas atravs de atuadores como cilindros, motores,

bombas, lmpadas....

G Controle: o processo de um sistema, onde o valor de uma grandeza de sada a ser controlada continuamente

comparada com o valor de referncia (valor desejado),o

equipamento responsvel por executar essa funo

denominado controlador de processo.

H Servomecanismo : todo mecanismo construdo para cumprir sozinho certo programa de ao, geralmente um

servomecanismo a associao de mecnica e eletrnica,

so sistemas mecnicos controlado eletro - eletrnicamente.

I Elemento Primrio de Controle: So responsveis pela medio das grandezas fsicas, portanto tm funo de medir

alguma propriedade do sistema e convert-la em sinal que

possa ser utilizado para controle so denominados elemento

de campo, so sensores, transmissores, conversores de sinais

tradutores e amplificadores tambm podem ser denominados

de sensores ou transdutores, sensores quando o sinal gerado

for diretamente compatvel com o sistema de controle e

transdutores quando o sinal produzido mo for diretamente

compatvel com o sistema de controle necessitando de uma

converso.

J Elemento Secundrio de Controle: So elementos que possuem a capacidade de receber e tratar sinais dos

elementos primrios tm a funo de processamento de

sinais ex. controladores, rels, alarmes, amplificadores...

K Elemento Final de Controle: So dispositivos que desenvolvem um trabalho cujo resultado torna possvel

modificar o comportamento da grandeza fsica controlada

so dispositivos instalado no campo podendo ser

denominados atuadores ex. bombas, motores, vlvulas

L Indicador: Tem a funo de informar ao operador o valor instantneo ou totalizado da grandeza fsica controlada

ou medida.

M Registrador: Tem a funo de armazenar as informaes medidas pelos sensores para analise posterior

N Transmissor: So elementos que transformam as medidas dos sensores em sinais padronizados que podem ser

transmitidos e interpretados pelo controlador, registrador ou

indicador, muitas vezes pode ser denominado transdutor de

sinal.

O Sistema de Controle: um dispositivo ou um conjunto de dispositivos capaz de gerenciar o comportamento de

outros dispositivos uma interconexo de componentes

conectados ou relacionados de tal maneira a controlar,

comandar ou ajustar a si mesmo ou outro sistema.

P Controle Em Malha Aberta: Neste tipo de sistema a medida de correo da grandeza fsica controlada no

depende de seus valores instantneos portanto no h meios

para comparao entre os sinais de entradas e sada

Q Controle Em Malha Fechada: Neste tipo de sistema a medida de correo da grandeza fsica controlada depende

de seus valores instantneos logo os valores de sada do

sistema atuam de forma direta na ao de controle um

sistema deste tipo sempre apresenta medies de seus

valores e sada e realiza comparaes destes com seu valore

de entrada com o objetivo de reduzir o erro e manter o valor

da sada do sistema prximo ou igual ao valor desejado

R Controle Manual: Este tipo de sistema o poder de deciso para a alterao de valores das grandezas fsicas

presentes no sistema de controle exercida por um operador

devidamente treinado.

S Controle Automtico: Corre que a varivel de processo monitorada continuamente pelo sensor e seus valores so

ento enviados para a entrada da malha de controle

instantaneamente para comparao com um valor de

referncia, sendo que qualquer alterao no valor do sinal de

referencia deve causar uma ao corretiva por parte do

controlador a fim de que a varivel de processo sempre

acompanhe o sinal de referncia.

T Controle Auto-Operado: Este tipo de sistema de controle obtm a energia necessria para acionar o elemento

de trabalho da prpria varivel controlada ou seja do

prprio meio controlado, neste sistema o elemento de

medio tambm realiza as funes de controlador e

atuador, algumas vantagem simplicidade do projeto,

operao, manuteno... desvantagem muitas vezes

apresenta baixa eficincia pois opera utilizando somente

uma parte de sua capacidade.

U Controle Antecipativo: Tem a capacidade de detectar imediatamente os distrbios na grandeza fsica controlada e

realizar as devidas alteraes na varivel manipulada afim

de que a sada do sistema de controle seja mantida igual ao

valor desejado. Distrbio um sinal que tende a afetar de

maneira adversa o valor da varivel de controle.

V Controle Centralizado: utilizado quando h mltiplas malhas de controle ou vrios dispositivos, sensores

e atuadores na planta industrial, ou seja sensores e

atuadores esto conectados a um elemento central de

controle que pode ser um CLP ou PC industrial.

X Controle Distribudo: Este tipo de controle distribudo possui sensores inteligentes (capacidade de processamento)

capazes de realizar medies, processar essas informaes e

at acionar diretamente os atuadores, muitas vezes rene

simultaneamente as funes de medio, controle e

acionamento, podem ser supervisionados e operados a

longas distncias atravs de um controlador principal ou

atravs de um sistema de superviso.

CAPTULO 2

A O Que Instrumentao Industrial: So formas de aplicao e desenvolvimento de tcnicas de medio,

indicao, registro e controle de processos de fabricao (ou

produo), com o objetivo de aperfeioar a eficincia dos

mesmos, visando melhorar a qualidade, diminuir o custo de

produo, diminuio do tempo de fabricao, aumentar a

eficincia na utilizao de matrias-primas e reduo da

quantidade de mo-de-obra.

B O Que Medio Direta e Indireta: Medio direta o resultado da leitura de uma magnitude mediante o uso de

um instrumento de medida ex. comprimento com uma rgua

graduada.

Medio indireta: aquela que resulta da aplicao de uma

relao matemtica que vincula a grandeza a ser medida

com outras diretamente mensurveis ex. velocidade mdia

C Qual a Diferena Entre Medida Contnua e Discreta: Medida contnua aquela que realiza medies em todos os

pontos dentro de uma determinada faixa de medida, para

cada valor existindo um valor correspondente transmitido

pelo instrumento.

Medio discreta - aquela em que a medio feita

somente para fornecer uma indicao de presena ou

ausncia ou ainda mnima ou mxima do valor da grandeza

fsica medida.

D Qual a Diferena Entre Range e Span de um

Instrumento de Medio?

Range a medio de um sensor ou conjunto de valores da

varivel de processo compreendida entre os limites superior

e inferior ex. medidor de temperatura -20C e 120C seu

range este. J a diferena para o span determina a

distncia que o instrumento percorre para medir todos os valores entre seus limite de leitura (mnimo e mximo ex.

120-(-20) = 140C diferena algbrica entre os limites

superior e inferior da faixa de medio.

E Que Sensibilidade de um Instrumento de Medio?

determinado pela razo entre a variao do valor indicado

ou transmitido e a variao da varivel grandeza fsica que

acionou o instrumento ex. span de sada/span de entrada

sinal de 4 a 20 mA, 20-4mA/[120-(-20)]C=0,1143mA/C.

F - Qual a Diferena entre Exatido e Preciso de um

Instrumento de Medio?

Exatido quanto mais prximo estiver a leitura realizada

pelo instrumento do valor aceito como verdadeiro (valor

real), j preciso exprime o grau de reproduo nas

indicaes de um instrumento de uma mesma medida sob as

mesmas condies de funcionamento estando ligada a

operao do instrumento

G - Que Zona Morta de um Instrumento de Medio

(dead zone)?

Faixa de valores da grandeza fsica medida que no provoca

variao da indicao ou no sinal transmitido

N Qual a Diferena entre Supresso e Elevao de Zero de um Instrumento de Medio: Determina a quantidade

com que o valor inferior da faixa de medida range do instrumento supera o valor zero ou valor mnimo da

grandeza fsica, medida ou em percentagem do SPAN do

instrumento de medida. Elevao determina o valor da grandeza fsica medida que determina a quantidade com que

o valor zero ou valor inferior da faixa de medida range - do instrumento de medida superado, este parmetro pode

ser expresso em unidades da grandeza fsica.

I Quais so as Caractersticas da Transmisso Pneumtica: la feita atravs de um gs comprimido (ar

ou N2), pode ser operada em ambientes explosivos, no

causa poluio ambiental em casos de vazamento, apresenta

imunidade s interferncias magnticas e eletromagnticas

desv. No possibilita conexo direta aos computadores,

vazamentos em equipamentos ou nas linhas so difceis de

serem encontrados.

J Quais so as Caractersticas da Transmisso Hidrulica: Utiliza a variao de presso exercida em leos

hidrulicos para transmisso de sinal, pode gerar grandes

foras e assim acionar equipamentos de grande porte, os

atuadores hidrulicos apresentam excelente preciso em

todas as velocidades do fluido, atua como elemento de

lubrificao e de vedao dos componentes hidrulicos,

desv. Necessita de tubulao de leo para transmisso e

recepo de sinal, necessita de equipamentos auxiliares tais

como bombas, filtros de leo e reservatrios, tambm com o

movimento do fluido gera calor excessivo np mesmo o que

pode causar queda de rendimento devido a alteraes da

viscosidade do fluido

K Quais so as Caractersticas da Transmisso Eltrica: Pode ser realizadas em tenso ou em corrente

eltrica, hoje em dia so utilizados largamente em todas as

indstrias nas reas onde no ocorra risco de exploso mais

com a tecnologia de hoje j pode ser utilizas em ambientes

explosivos, necessita de poucos equipamentos auxiliares que

so de fcil montagem e manuteno, a alimentao pode

ser feita pelos prprios fios que conduzem o sinal de

transmisso, permite fcil conexo aos computadores e

unidades aritmticas, desv. Necessita de tcnico

especializado para sua instalao e manuteno, exige

cuidados especiais no encaminhamento dos cabos e ou fios

de sinais, alto custo com cabeamento.

Captulo 3

A Qual foi o Efeito Observado por Torricelli ao

Inventar o Barmetro?

o efeito observado foi a presso

B quase as fontes de erros nas medies de presses?

Temperatura, presses elevadas eleva a ruptura, oscilao de

presso desgaste do instrumento.

C Qual a Funo de um Sifo?

Isolar o calor das linhas de gazes vapores de gua ou

lquido muito quentes cuja a temperatura supere o limite

prevista para o funcionamento do instrumento de medio

de presso.

D Qual a Funo de Amortecedor de Pulsao?

Tm a funo de restringir a passagem do fludo de processo

at um ponto ideal em que a freqncia de pulsao se torne

nula ou quase nula com o objetivo de estabilizar ou

diminuir as oscilaes do ponteiro em funo do sinal

pulsante de presso

E Qual a Funo do Supressor de Presso?

Visam proteger os manmetros de presses recomendvel

par evitar a ruptura do elemento de deteco de presso

F Qual a Funo dos Pressstatos ?

Proteger compressores e bombas contra sobrepresso ou

subpresso durante seu funcionamento

A Manmetro de Bourdon em C ?

Possui um tubo achatado onde uma extremidade fixa e a

outra extremidade fechada e livre, a extremidade fechada e

livre se movimenta quando a presso aplicada ao manmetro

for superior a presso externa, o movimento desta

extremidade livre faz com que as articulaes formada por

alavancas e engrenagens transmita ao ponteiro indicador que

registra a presso sobre uma escala graduada

B Manmetro de Diafragma?

Possuem um disco flexvel construdo com material

metlico com ondulaes concntricas em seu perfil, na

superfcie do diafragma existe um pequeno mbolo ou uma

mola que calibrada para indicar determinada faixa de

medida de presso (geralmente bastante baixa) por meios

mecnicos um ponteiro ou outro dispositivo indica a

deformao sofrida pelo diafragma.

C Manmetro com Fole?

Possui um elemento elstico, formado por um tubo de

parede fina sem costura com corrugaes na sua parede

externa, seu dimetro varia de 6 a 30mm, so indicados para

medies de baixa presso( 3 kgf/cm ou 0,3mpa) existe

uma mola em espiral que garante sua mxima durabilidade

restringindo uma parte do curso mximo.

D Manmetro Piezorresistivo?

Esses medidores utilizam a variao de resistncia eltrica

em funo da variao do comprimento ou da rea da seco

transversal do condutor eltrico para indicar a presso a

indicao da presso ocorre atravs de clulas

extensometricas que realizada atravs de circuitos em

ponte de wheatstone, so utilizadas em qualquer faixa de

presso at 3000kgf/cm, podendo ser utilizadas em

medies de presses estticas ou dinmicas e podem ser

excitadas tanto com tenses contnua ou alternadas.

E Manmetro Piezoeltrico?

utiliza-se o efeito piezoeltrico que quando o cristal sofre

uma deformao causada pela ao de uma fora gerando

cargas eletrostticas opostas as quais produzem um campo

eltrico que por sua vez produz uma diferena de potencial

(ddp) proporcional deformao produzida que observado

em vrios cristais como quartzo, as amplitudes dos sinais

gerados pelo cristal so bastante reduzidas e, por essa razo,

so amplificados e adaptados s faixas padres de

transmisso eltrica ex. 4 a 20mA ou 0 a 10v.

F manmetro com capacitivo?

Uma diferena de presso entre as cmaras de alta (high) E

de baixa (low) presso produz uma fora no diafragma

isolador que transmitida pelo lquido de enchimento. A

fora atinge a armadura flexvel (diafragma sensor)

provocando sua deformao, alterando assim o valor das

capacitncias formadas pelas armaduras fixa e mvel

algumas vantagem como a ausncia de alavancas molas

engrenagem portanto no apresenta defeitos mecnicos

causado pelas partes moveis, desv. Devido ao atrito ocorre

um aumento de temperatura condies adversas de

funcionamento.

G Manmetro Magntico por Indutncia Varivel?

A presso medida de forma indireta devido produo de

potencial possui duas bobinas um ncleo magntico

conectado a um sensor de presso ex. diafragma, quando

ocorre h variao na aplicao ao ncleo este deslocamento

entre as duas bobinas altera a quantidade de espira variando

a voltagem de sada do circuito ocorre a indicao de

presso atravs do diafragma tambm denominado

transformador diferencial linear varivel LVDT algumas

caractersticas como no possuir partes mveis portanto no

h atrito, permite monitorar a presso de maneira contnua,

apresenta resposta linear para pequenos deslocamento

H Manmetro Magntico por Relutncia Varivel?

A presso medida de forma indireta devido a produo de

potencial relutncia a intensidade do fluxo do campo

magntico utiliza um diafragma ou fole que quando

submetido variao de presso altera a relutncia do

circuito magntico, produzindo uma diferena de potencial

eltrica algumas caracterstica como poder operar com

grande faixa de sobrecarga possui alto sinal de sada.

Cap 4

A - O que temperatura.?

o grau de agitao das partculas tomos ou molculas

B - que uma escala termomtrica?

So conjunto de pontos de calibrao que so definidos a

partir das condies de equilbrio existente entre o estado

slido, lquido e gasoso se vrios materiais puros da

natureza. Celsius, fahrenheit e kelvin.

C qual a funo de um termmetro?

Tem a funo de medir a temperatura (instrumento)

D Que so Termorresistncias?

Um dos principais mtodos para medida eltrica de

temperatura explora a mudana da resistncia eltrica de

certos tipos de materiais os termorresistncias so

instrumentos que possuem estabilidade, sensibilidade e

repetiibilidade excelentes,

E Que PTC?

a resistncia eltrica do material que aumenta com o

aumento de temperatura. Positive temperature coeficiente

F Que um NTC?

Negative temperature coeficiente fabricados com material

semicondutores como xido de nquel cobalto magnsio,

neste tipo a resistncia diminui com o aumento de

temperatura ou uma resistncia que decresce com a elevao

de temperatura.

Cap 5

A termmetro de coluna lquida ?

Utilizam o princpio da expanso trmica ( fenmeno

fsico conhecido como capilaridade) possui um tubo capilar

com uma escala graduada e um bulbo cheio de um lquido

com determinada caracterstica de expanso trmica, como o

deslocamento do lquido dentro do tubo capilar

proporcional temperatura aplicada, o mesmo pode ser

calibrado de acordo com uma escala graduada de

temperatura.

B - termmetros bimetlico?

Utilizam o princpio da diferena de coeficiente de

dilatao trmica dos metais quando o elemento aquecido

ocorre a dilatao desigual das duas ligas metlicas uma

deflexo pois um coeficiente alto e a outra baixauma

extremidade fixa e a outra livre acoplada a um ponteiro

indicador feita em uma escala graduada preso uma espira

ou mola

C termmetro de bourdon ?

Formado por um bulbo metlico preenchido com lquido de

alto coeficiente de expanso volumtrica ou com gs ou

vapor alguns possuem tubo capilar ocorrendo uma contrao

ou expanso do elemento de bourdon que o elemento de

indicao desse tipo de termmetro o tubo de boudon.

D termorresistor tipo RTD ?

Consiste em explorar a mudana da resistncia eltrica de

certos tipos de materiais os RTD ( resistance temperature

detector) so elementos resistivos formados de materiais

metlicos como platina, nquel...estes materiais exibem um

coeficiente de resistividade positiva a resistncia eltrica do

material aumenta com o aumento da temperatura so

interligados aos sistemas atravs de circuitos eltrico

denominados pontes de wheatstone devido as caractersticas

da platina so padronizados os termorresistores como pt

25,5 pt 100 ( pt significa o smbolo na tabela peridica e o

nmero a resistncia eltrica desse instrumento na 100

Ohms na temperatura de 0 C)

E termorresistor tipo termistor ?

So formadospor materiais semicondutor, tais como: xidos-

de nquel, cobalto, magnsio e possuem caractersticas de

exibir uma resistncia que decresce com a elevao de

temperatura, isto a temperatura diminui com o aumento de

temperatura NTC ( negative temperature coeficiente) sua

faixa de medio esta limitada at 100C devido baixa

estabilidade, so bons aliados a proteo trmica de motores

eltricos, mas no apresentam acompanhamento contnuo da

temperatura

F O que Termopar ?

so formados por dois ou mais materiais metlicos

diferentes em contato trmico sua unio chamada de

juno seu funcionamento baseado no efeito termoeltrico

que produz uma voltagem de circuito aberto V0 quando

duas junes so mantidas em temperaturas diferentes sua

padronizao tipo B, tipo E, ex tipo B, tipo E... material

platina 30% de rdio (+), platina 6% de rdio (-), range C 0

1820, sada mV 0 a 13,820, caractersticas recomendados em atmosferas oxidantes ou inertes no devem ser usados

abaixo de zero grau, no vcuo em atmosferas redutoras ou

com vapores metlicos

Cap 6

A - O que Significa Medir Vazo ?

a rapidez com a qual um volume (slido, lquido ou

gasoso) escoa volume por unidade de tempo

B Placa de Orifcio ?

So indicadas para medir vazo de lquidos, gases e vapores

so fabricadas geralmente em ao inox 304/316, elementos

primrio que cria um diferencial de presso so instalados

dentro da tubulao e perpendicular direo do fluido.

D tubo venturi?

Elemento primrio gerador de presso diferencial podem

operar com lquidos gases e vapores, so indicados para a

medio de vazo para grandes medies, possuem baixa

perda de carga residual e boa resistncia para fluidos

abrasivos ( ar de combusto de caldeira, gases de baixa

presso, medio de vazo de gua em grandes dutos

E tubo de pilot ?

Utilizam princpio da presso diferencial, so utilizados a

bordo para medir as velocidades dos ventos, montado na

direo do fluxo do fluido cuja velocidade deseja-se medir

F rotmetro?

So adequados para medies de baixas vazes onde

apresentam uma excelente relao entre desempenho e

custo, no so afetados por variaes do perfil de velocidade

na entrada no necessitam de trechos retos a montante,

possui um tubo cnico (rea varivel) por onde o fluido

(lquido, gs ou vapor) escoa na vertical (de baixo para

cima) dentro do tubo h um flutuador, com o aumento da

vazo aumenta a rea livre de escoamento.

G Disco Mutante?

So utilizados para medir baixas vazes de fluidos limpos

(geral lquidos), formado por um disco preso a uma esfera a

qual possui uma haste que movimenta uma engrenagem

responsvel por acionar um dispositivo de contador de

rotaes a qual converte essa informao em vazo

volumtrica.

H Turbina?

O fluido atravessa uma turbina que faz girar um rotor, a

velocidade rotacional do rotor se relaciona com a velocidade

do fluido, a rotao captada por dispositivos de estado

slido (indutncia, capacitncia...) ou por sensores

mecnicos ( acionamentos a engrenagem ou magnticas),

multiplicando a velocidade pela rea da seo transversal da

turbina, obtmse a vazo volumtrica, so muito utilizados na indstria de petrleo e nas petroqumicas esses medidores

so geralmente precisos e podem ter ranges elevados no

caso dos lquidos, devido ao giro constante do rotor torna o

sistema de rolamento sujeito ao desgaste.

i Eletromagntica ?

So compostos por tubo cilndrico, bobina fixadas no tubo

para gerao do campo magntico (fora eletromotriz

induzida lei de Faraday fem) e eletrodos fixados perpendicularmente ao campo, no possui partes mveis

como rotores e engrenagens s so utilizados em lquidos

condutores de eletricidade

j Ultrasnico ?

Baseia sua medio no princpio do tempo de trnsito de

uma onda sonora, so instalados dois transdutores que

emitem e recebem pulsos de ultrassom o tempo de trajeto

destes pulsos analisado por um circuito eletrnico que

efetua o clculo da vazo instantnea do fluido, a vazo

diretamente proporcional a velocidade do fluido no

necessitem de qualquer contato do medidor e o meio medido

(lquidos e gases).

l coriolis?

Medi a vazo dos fluidos de forma indireta o efeito resulta

da fora de inrcia que exercida sobre corpos que se

movimentam sobre uma superfcie em rotao e causa uma

deflexo aparente na trajetria de um objeto ( como o

movimento de um carrossel) possui dois tubos por onde o

fluido circula e dois conjuntos ims-bobinas (pick-offs) as

bobinas so montadas em um dos tubos e os ims nos tubos

opostos, cada bobina produz vibrao produzindo uma

voltagem senoidal em cada bobina so utilizados em

indstria tipo farmacuticas, qumicas, petroqumicas, um

instrumento preciso de processo, consegue medir a vazo da

maioria dos fluidos, lquidos com alta viscosidade, lquidos

com certa quantidade de gs, alm de gases sua faixa de

temperatura fica entre -50 a 200C