Introdução a Disciplina de Controle Supervisório. Prof. Leandro Castilho Brolin

Transcrição

1 AULA 12 - LTC36B Introdução a Disciplina de Controle Supervisório Prof. Leandro Castilho Brolin UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná DAELN Departamento de Eletrônica

2 RESUMO (1) Controle por Antecipação (Feedforward) (2) Controle em Cascata (3) Exemplos

3 Controle por Antecipação (Feedforward) Enquanto o controle por realimentação responde ao efeito de um distúrbio, o controle por antecipação responde diretamente aos distúrbios. Antecipando assim o sinal de controle;

4 Controle por Antecipação (Feedforward)

5 Controle por Antecipação (Feedforward) CONSIDERAÇÕES Sensor para medição dos distúrbios; Mais caro; Mais complexo; Necessita conhecimento sobre o processo; Na maioria das aplicações não é utilizado isoladamente.

6 Controle por Antecipação (Feedforward) EXEMPLO Considere o processo a seguir:

7 Controle por Antecipação (Feedforward) Variável Controlada: Variável Manipulada: Distúrbios: Considerando um balanço energético de regime estacionário, o valor desejado para a vazão de vapor pode ser dado como:

8 Controle por Antecipação (Feedforward) Variável Controlada: Temperatura de saída do líquido; Variável Manipulada: Abertura da válvula de entrada de vapor (vazão do vapor); Distúrbios: Variação temperatura do líquido de entrada e a vazão do mesmo no trocador de calor; Considerando um balanço energético de regime estacionário, o valor desejado para a vazão de vapor pode ser dado como:

9 Controle em Cascata Esta estratégia de controle é utilizada em situações em que uma única malha de controle de realimentação negativa não tem a precisão e a qualidade necessárias; É aplicada quando os efeitos dos distúrbios sobre a variável manipulada afetam a variável controlada; Ex. Considere o trocador de calor abaixo:

10 Controle em Cascata Variável Controlada: Variável Manipulada: Distúrbio: Caso ocorram frequentes perturbações na variável controlada, também ocorrerá frequentes atuações na válvula de controle, por conseguinte, será mais difícil o controle da variável de processo; O controle em cascata neste caso consiste na instalação de uma malha de controle de vazão, cujo valor desejado seja o ponto de ajuste enviado pelo controlador de temperatura; Sendo assim, é proposto um controle em cascata para amenizar o problema conforme exemplificado na figura seguinte.

11 Controle em Cascata Variável Controlada: Temperatura de saída do fluido; Variável Manipulada: Posição da válvula de entrada de vapor; Distúrbio: Variação da pressão de vapor que é a variável manipulada do processo; Caso ocorram frequentes perturbações na variável controlada, também ocorrerá frequentes atuações na válvula de controle, por conseguinte, será mais difícil o controle da variável de processo; O controle em cascata neste caso consiste na instalação de uma malha de controle de vazão, cujo valor desejado seja o ponto de ajuste enviado pelo controlador de temperatura; Sendo assim, é proposto um controle em cascata para amenizar o problema conforme exemplificado na figura seguinte.

12 Controle em Cascata

13 Controle em Cascata CONSIDERAÇÕES Cada controlador tem a sua variável medida; O sinal de saída do TIC é o ponto de ajuste do FIC. Há uma comparação entre o fluxo de vapor real e o fluxo solicitado pelo TIC; TIC é chamado mestre e o FIC é chamado escravo; O FIC corrige as variações do fluxo antes que possam afetar a malha principal (TIC); A malha escrava deve ser mais rápida que a malha mestra; Para variações no líquido de entrada o TIC enviará normalmente o ajuste para que o FIC possa atuar na válvula de entrada de vapor controlando assim a temperatura de saída do líquido.

14 Controle em Cascata EX 02 Controle de nível por realimentação, com base na manipulação da vazão de saída do tanque.

15 Controle em Cascata Problema: Uma variação na pressão no líquido de saída provoca uma variação em seu fluxo, alterando assim o nível do tanque; Solução: Instalar uma malha escrava FIC para controlar o fluxo de saída antes que o mesmo altere o nível do tanque.