CURSO AD1

Princípios de instrumentação, controle e automação

A instrumentação é uma ciência da adaptação de dispositivos e técnicos remidos para executar os diversos tipos de medições, indicações, ajustes e controles.

Processos: Nas indústrias, o termo processo tem um significado amplo. Uma operação unitária como destilação, filtração ou purificação é considerada um processo.

Na automação ou controle, denomina-se processo qualquer alteração física e/ou química que se efetue numa substancia.

Vantagens do controle automático

- Melhoria na qualidade

- Aumento da produção

- Maior segurança

Principio de funcionamento de uma malha fechada de controle.

1. Elemento sensor ou primário -> Destina-se a “sentir” a variável controlada. Um transmissor tem a função de enviar esse sinal ao controlador.
2.  Controlador -> Funciona como o “cérebro” do sistema, recebe sinal do elemento primário, compara esse sinal com um valor pré-estabelecido (ret point) e havendo diferença envia sinal de correção elemento final.
3. Elemento final -> Normalmente uma válvula de controle que atua sobre o variável manipulador.

Variável de processo industrial

Basicamente temos 4 variáveis de processo largamente aplicados na industria

- Pressão

- Temperatura

- Vazão

- Nível

Além destas, inúmeras outras variáveis (miscelânea) podem ser encontrada, em menos numero, associada a controle automático.

Elementos sensórias ou tomadas de impulso

É o primeiro passo de regulação, composto por elementos sensíveis, responsáveis pelo contato direto com o fluido.

Ao qual se deseja controlar a temperatura, pressão, vazão ou nível. O impulso pode ser transformado em sinal de manejo através de algumas transformações físicas.

- Força deslocamento (foli, diafragma)

- Deslocamento – força (Local/Palheto/Jato hidráulico)

- Deslocamento – impedância (____________________)

- Deslocamento – tensão (_________________________)

- Temperatura -                    (________________________)

- Tensão – deslocamento (Relés)

Característica- Pressão é a relação entre uma força e a área sob a qual ela atua. Pode ser medida de pressão diferencial, positivo (acima da pressão atmosférica) ou negativo (abaixo da atmosfera) ____________

Categoria de medidas de pressão

- Pressão absoluta

- Pressão relativa (efetiva)

- Pressão diferencial

Classificação do elemento de pressão

I – Por equilíbrio entre pressão desconhecida contra força conhecida

Colunas de liquido

Campânula

D/p cele

II – Deformação de material elástico

Tubo de bourdon

Membranas

_________________

III – Variação de uma propriedade física

_______________ ( Conjunto de resistência)

______________ diversas unidades de medidas de pressão dentre as quais se destacam

Kg/cm², PSI, ATM, BAR, mm H2O, mm Hg , etc...

Medição de Temperatura

Pode-se conceituar temperatura como a medida do efeito causado pela aplicação de calor sobre um corpo.

Das principais variáveis de processo, a temperatura é a influencia da temperatura externo e a inércia própria do sistema.

Como principais unidades de medida têm o grau Celsius (°C) e o grau Fahrenheit (°F), além do grau Kelvin (°K).

Os medidores de temperatura são divididos em dois grandes grupos. Sistema físico, baseado na dilatação de um material e sistema elétrico, baseado na variação de grandezas elétricas (tensão, corrente, resistência).

Sistema físico -> Aproveitam a dilatação/contração dos materiais para que, através da força criada se possa medir o efeito da temperatura aplicada.

Os termômetros que trabalham sob essa propriedade classificam-se

I – Sistema a volume -> Termômetros de líquido

    II – Sistema a pressão {Termômetro a pressão a gás

                                             {Termômetro a tensão de vapor

III – Sistema a dilatação linear -> Termômetro bimetalico

Sistema elétrico -> Dependendo de seu principio de funcionamento classificam-se em:

- Termopares -> Composto de dois metais de diferentes resistividades em que, submetidos ao calor produzem d.d.p.

- Termômetros de resistência -> a resistividade varia com a temperatura.

- Termistores -> Componente que altera sua característica quando submetido a calor.

- Termômetros de radiação -> Capazes de medir a radiação emitida por corpos submetidos ao calor, convertendo a mediação em escala de temperatura.

- Termômetro Óptico -> Mede a partir da emissão de luz.

Medição de vazão

Em processos industriais o transporte de matérias se faz das tubulações

Vazão é a quantidade – volumétrica ou gravimétrica do fluxo em relação ao tempo.

A vazão volumétrica é expresso em unidades como metros cúbicos / hora ou litros / min. . Multiplicado essas unidades de vazão gravimétrica correspondentes por exemplos: toneladas/hora ou  quilogramas minutos.

A medição de vazão é a única que deve ser feita com o fluido em movimentação diferentemente dos demais (pressão, temperatura, nível) que podem ser efetuadas com fluidos estáticos.

Para a medição de vazão, na maioria dos casos coloca-se algum obstáculo ao fluxo na tubulação, o que irá provocar perturbação no mesmo, causando perdas de carga, pois a vazão é diretamente proporcional a vazão quadrada da diferença de pressão_________