Instrumentação Mecatrônica III. Professor: Anderson Borges /01

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1 Instrumentação Mecatrônica III Professor: Anderson Borges /01

2 Sumário Revisão

3 Revisão Planta: é a parte do processo a ser controlada. Processo: é a operação a ser controlada. Controle realimentado: consiste na operação de reduzir a diferença entre a entrada e a saída do sistema. Basicamente, um sistema automático realimentado necessita: Fazer a medição de uma variável; Comparar o valor medido à um valor desejado; Atuar sobre o processo, para minimizar o erro.

4 Revisão Variável de processo (VP): é a variável a ser controlada. Variável manipulada (VM): é a variável utilizada para modificar o processo visando o controle. Set point: é o valor desejado para a variável.

5 Revisão Sistema em Malha Aberta: a saída não exerce qualquer ação no sinal de controle. A saída não é medida nem comparada com um valor de referência. Na presença de perturbações este sistema não irá atingir os objetivos desejados.

6 Revisão Sistema em Malha Fechada: também chamado de controle com realimentação (feedback). Necessita de informações da saída do controlador através de elementos sensores. Estas informações são comparadas com o sinal do set-point (referência) e a saída é corrigida caso a mesma esteja desviandose dos parâmetros programados.

7 Revisão

8 Equipamentos básicos malha controle

9 Componentes da malha Sensor: Realiza a medição das variáveis. Controlador: Compara o valor medido (VP) com o valor pré-ajustado (SP) da variável. Atuador: Faz a correção da variável. Transmissor: converte o sinal do sensor em um sinal padrão para o controlador.

10 Instrumentação

11 Instrumentação

12

13 INSTRUMENTAÇÃO Ciência que aplica e desenvolve técnicas de medição, indicação, registro e controle de processos Industriais, visando sua otimização. O uso de intrumentos em processos industriais visa a obtenção de um produto de melhor qualidade, com menor custo, menor tempo e com mão de obra reduzida. A utilização de instrumentos nos permite: - Incrementar e controlar a qualidade do produto; - Aumentar a produção e o rendimento; - Obter e fornecer dados seguros da matéria prima e quantidade produzida além de ter em mãos dados relativos à economia dos processos.

14 Instrumentação Medição de variáveis - Temperatura; - Nível; - Vazão; - Pressão.

15 Variável de Processo CAMPO PAINEL CAMPO T e m p e r. Bulbo de Resistência Termopar Termômetro de vidro Termômetro Bimetálico Termômetro Óptico P r e s s ã o V a z ã o Manômetro tipo Fole Monômetro tipo Bourdon Manômetro tipo Coluna U Diafragma Fole Pressão Diferencial Pressão Diferencial Medidores Magnéticos Medidores Ultrasônicos Medidores Área Variável Medidores Canais Abertos Indicador Registrador Conversor Controlador Set de Alarme Multi-Loop Single-Loop SDCD PLC Elemento Final de Controle N í v e l Tipo Flutuador Tipo Diferencial Tipo Capacitivo Tipo Ultrasônico O u t r o s Analisador de ph Analisador de Gás Umidade Balança Densidade Viscosidade

16 Vinícola Francioni São Joaquim

17 Vinícola Francioni São Joaquim

18 Medição de temperatura O que é temperatura?

19 Medição de temperatura FLUIDO AQUECIDO VAPOR FLUIDO A SER AQUECIDO CONDENSADO PROCESSO INDUSTRIAL Variável Controlada: Temperatura Meio Controlado: Fluído Variável Manipulada: Vazão Agente de Controle: Vapor

20 Medição de temperatura LIQUIDO ENTRANDO MISTURADOR LIQUIDO SAINDO SP CONTROLADOR VAPOR SENSOR DE TEMPERATURA VALVULA SINAL DE TEMPERATURA PARA O CONTROLADOR ABERTA: FECHADA: Sistema sem realimentação (ou Feedback ) Sistema com realimentação "

21 Medição de temperatura Escalas de temperatura: ºCelsius ºFahrenheit Kelvin

22 Medição de temperatura Sensores: Termômetros à dilatação de líquidos; Termômetros à dilatação de sólidos;

23 Termômetro à dilatação de líquidos É constituído de um reservatório, preenchido por um líquido. Os líquidos mais usados são: mercúrio, tolueno, álcool e acetona.

24 Termômetro à dilatação de líquidos

25 Termômetro à dilatação de líquidos - industrial

26 Medição de temperatura

27 Medição de temperatura

28 Termômetros à dilatação de sólidos Baseia-se no fenômeno da dilatação linear dos metais com a temperatura.

29 Medição de temperatura

30 Medição por resistência Os sensores de resistência baseiam-se no princípio de variação da resistência em função da variação da temperatura; Bulbos de resistência. Tipos de metal utilizados: Platina, níquel, cobre.

31 Medição por resistência Um termopar consiste em dois condutores metálicos, de natureza distinta, na forma de metais puros ou de ligas homogêneas. Os fios são soldados em um extremo, ao qual se dá o nome de junta quente ou junta de medição. A outra extremidade dos fios é levada ao instrumento de medição de FEM (força eletromotriz), fechando um circuito elétrico por onde flui a corrente. O ponto onde os fios que formam o termopar se conectam ao instrumento de medição é chamado de junta fria ou de referência.

32 Termopar

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