Controle E Automação De Processos Industriais

FACULDADE ANHANGUERA

Av. Dr. João Batista de Souza Soares, 4121, Colônia Paraíso São José dos Campos – SP CEP: 12236-660.

ATPS DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS

NOME: CLELIO HENRIQUE LEVINO RA: 3257572090

NOME: AIRTON AZEVEDO JUNIOR RA: 3246554762

NOME: CLEVERSON WILLIAM RA: 3257573710

NOME: OSMAR MOLINARI RA: 3284576848

PROFESSORA: GLEDSON

Passo 1

Pesquisar, na bibliografia padrão/complementar ou na internet, sobre os principais fundamentos do controle de processos. Fazer um breve resumo sobre os conceitos vistos.

Fundamentos de controle de Processos

Processo é, por definição, uma operação ou desenvolvimento natural, que evolui progressiva e continuamente, caracterizado por uma série de mudanças graduais que se sucedem umas às outras, de um modo relativamente fixo e objetivando um resultado particular ou meta; ou, uma operação artificial ou voluntária que evolui progressivamente e se constitui de uma série de ações controladas ou de movimentos sistematicamente dirigidos para se alcançar determinado resultado ou meta. Podemos ter processos químicos, físicos, econômicos, biológicos, etc.

Para o nosso caso, processo é um sistema físico ou químico com o objetivo de converter matérias-primas e energia em serviço ou produto com valor de comercialização. Essa conversão pode ser mecânica, térmica, elétrica, química ou combinada.

Na seção a seguir serão definidas algumas das terminologias mais utilizadas em controle de processos:

1 Terminologia em controle de processos

A dinâmica é o estudo dos estados transientes, do comportamento das variáveis de interesse e de sua dependência com o tempo.

As variáveis podem ser divididas em outras três classes: • Controlada: é a variável de saída do processo que se deseja controlar;

• Manipulada: é a variável selecionada para ser alterada pela saída do controlador, com o objetivo de se manter a variável controlada no seu valor de referência.

• Perturbação, desvio ou carga: variável não manipulada pelo controlador que quando modificada pelo meio externo altera o valor da variável controlada.

Estratégia de Controle é a filosofia básica de controle utilizada, e consequentemente é o que rege como será feita a interligação entre os instrumentos de controle e os equipamentos do processo.

O set-point (SP) é o valor de referência para a variável controlada, é o valor que se deseja para a variável controlada.

O Erro é o desvio entre o valor do set-point e o valor da variável controlada medido pelo sensor.

O Alcance (ou Range) é o limite máximo e mínimo das variáveis de processo. A Faixa (ou Span) é o intervalo entre os limites máximo e mínimo do alcance.

O ganho (ou sensibilidade) é a razão da variável do sinal de saída (leitura) para variação no sinal de entrada, após atingir estado estacionário.

2 Instrumentos de uma malha de controle

As funções necessárias ao correto funcionamento de uma malha de controle são desempenhadas pelos instrumentos para controle de processos. Os instrumentos mais encontrados nas malhas de controle são descritos abaixo:

Sensor (ou Elemento Primário): elemento de medição ligado ao processo e ao transmissor, que padroniza o sinal medido.

Controlador: produz um sinal de saída baseado no sinal do Erro para corrigir o desvio entre a variável controlada e seu valor de referência. É o equipamento que implementa a lógica de controle

Atuador (ou Elemento Final de Controle): elemento que atua diretamente sobre o processo, de acordo com o sinal proveniente do controlador. A saída do atuador é a variável de estímulo para o processo.

Comparador: determina o desvio entre a variável controlada e o seu valor de referência.

No Apêndice A são apresentados algumas das simbologias de instrumentação da ISA para malhas de controle.

3 Representação de uma malha de controle

Para sistemas mais complexos, há necessidade de organizar os instrumentos da malha de controle, de modo a facilitar o trabalho do projetista. Com esse propósito foram desenvolvidas algumas formas de representação para malhas de controle.

Figura 1 - Exemplo de um diagrama P&I

Conhecido também como Diagrama de Processo e Instrumentação, o diagrama P&I representa o fluxograma de processo contendo a instrumentação com a localização e identificação de todos os instrumentos com simbologia própria.

3.1 Diagramas de Blocos

O conceito de diagrama de bloco resume o modelo de um sistema mostrando seus componentes e a troca de informações entre eles, caracterizando assim as relações dominantes de causa e efeito entre os componentes.

O diagrama de blocos é composto por blocos de: processos, sensores, atuadores e compostos.

Figura 2 - Exemplo de um diagrama de blocos

Bloco processo: determina a relação de causa e efeito entre a variável de entrada do processo e a variável de saída do processo. Este bloco não caracteriza todo o processo, mas sim apenas a parte relevante ao estudo, apresentando o comportamento dinâmico do sistema.

Bloco sensor: representa o elemento que mede a variável de processo a ser controlada. Por exemplo, esse bloco pode representar um termopar ou uma placa de orifício.

Bloco atuador: representa a relação entre a saída do controlador e o processo. O sinal gerado pelo controlador é convertido em uma ação física que afeta o processo. Por exemplo, uma válvula de controle e um motor podem ser representados por um bloco atuador.

Bloco composto: por conveniência se considera os elementos atuador e sensor dentro do bloco de processo.