Controlador Fuzzy

CONTROLADOR FUZZY PROGRAMADO EM PROCESSADOR NIOS II EMBARCADO EM FPGA

L. E. B. P. MACHADO, E. A. BATISTA, L. C. LEITE and L. H. CORBELINO

Universidade Federal de Mato Grosso do Sul

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Resumo – A contribuição deste trabalho está vinculada à inserção de técnicas de controle fuzzy no processador NIOS II embarcado em FPGA. A aplicabilidade deste hardware de controle relaciona-se ao posicionamento angular de uma válvula de fechamento e abertura a fim de manter a estabilidade de corrente em um motor de indução trifásico de 1/3 cv e 220 V. Trata-se de um protótipo que simula uma centrífuga presente na etapa de fabricação de açúcar, em que a matéria-prima (magma) deve ser centrifugada para dar origem ao açúcar. Eventualmente, este processo sofre interrupções pelo fato do motor ficar em estado de sobre-corrente, fazendo-o desarmar e ocasionando paradas indesejáveis. Outro ponto de destaque é o desenvolvimento de um template específico para controladores fuzzy, gerado em linguagem C, que pode ser embarcado em FPGA. Neste template, denominado controlador fuzzy, os projetistas podem ajustar as funções de pertinência ou regras conforme a aplicação e utilização em outros hardwares.

Palavras-chaves – controle fuzzy, NIOS II, FPGA, template.

1 Introdução

Atualmente as empresas do setor sucroalcooleiro trabalham em função de índices de: disponibilidade industrial, ART da cana (açucares redutores totais, que seriam glicose, frutose e sacarose) e perdas de açúcares durante o processo [1]. Segundo informações de usinas do setor em Mato Grosso do Sul, há um boletim que mensura todos esses índices, e com a contribuição deles é gerado o RTC (rendimento total da cana). Para uma planta com boa eficiência, este índice tem que estar entre 93% – 95% pois há perdas indeterminadas durante o processo [1]. Para reduzir as perdas e melhorar a eficiência da planta, muitos processos tiveram que ser automatizado como a evaporação e o tratamento de caldo, processos que antecedem a centrifugação contínua.

A separação dos cristais do licor mãe até por volta da metade do século XIX, era realizada somente por gravidade, em moldes cônicos perfurados, em que, após a drenagem do mel era obtido o açúcar. Porém, o tempo gasto nesta operação era maior. Assim, com o objetivo de diminuir o tempo gasto no processo e aumentar sua eficiência, surgiu daí a idéia de se utilizar a força centrífuga para a remoção do mel envolvente dos cristais. O princípio de funcionamento das centrífugas está baseado no emprego da força centrífuga e da gravidade entre si. A máquina em movimento faz com que, através da força gerada, a massa cozida que atinge o fundo da centrífuga procure as paredes laterais do cesto, atravessando os orifícios da tela que o reveste, retendo, assim, os cristais no cesto [2].

Este trabalho descreve sobre a automação de um protótipo que simula as funções de uma centrífuga contínua. Como a técnica de controle utilizada foi a fuzzy, foi realizada uma visita a uma usina sucro-alcooleira no município de Maracajú-MS, com intuito de adquirir dos operadores as estratégias utilizadas no setor de centrifugação contínua. Como neste processo havia parâmetros elétricos, foi necessário adquirir as configurações utilizadas pelos engenheiros e técnicos do setor. O maior