!!Definição conservativa (hidráulica) e da engenharia do controlo. !!Necessidade do controlo

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Fernanda Carneiro
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1 !!Definição conservativa (hidráulica) e da engenharia do controlo!!necessidade do controlo!! Dificuldade (canal versus conduta em pressão) propagação das perturbações

2 !!Variáveis controladas alturas de água, volumes de água, caudais Variáveis controladas mais usuais no trecho de canal = 0 V Ponto pivot = 0 V h mo = max hme = max a) Controlo da altura de água de montante (h mo ) c) Controlo da altura de água a meio do trecho (h me ) (volume constante) = max Ponto pivot Pivot variável (valor e local) = 0 h j b) Controlo da altura de água de jusante (h j ) d) Controlo do volume de água do trecho (variável)

3 !!Variáveis controladas Resposta do trecho às variações de caudal Variações de caudal a montante num trecho de canal com controlo da altura de água a jusante (hj) Aumento de caudal Diminuição de caudal LSL inicial LSL inicial!a e > s h j!a e < s h j a) Aumento de caudal a montante. Situação inicial c) Diminuição de caudal a montante. Situação inicial e = s LSL final LSL inicial h j e = s LSL inicial LSL final h j b) Aumento de caudal a montante. Situação final d) Diminuição de caudal a montante. Situação final

!!Variáveis controladas Resposta do trecho às variações de caudal Variações de caudal a jusante num trecho de canal com controlo da altura de água na secção de jusante do

4 !!Variáveis controladas Resposta do trecho às variações de caudal Variações de caudal a jusante num trecho de canal com controlo da altura de água na secção de jusante do trecho (hj) Aumento de caudal Diminuição de caudal LSL final LSL inicial LSL inicial e < s h j!a e > s LSL final h j!a a) Aumento de caudal a jusante b) Diminuição de caudal a jusante

5 !!Variáveis controladas Resposta do trecho às variações de caudal Variações de caudal a jusante num trecho de canal com controlo da altura de água na secção de montante do trecho (hm) Aumento de caudal Diminuição de caudal LSL inicial LSL final LSL final h mo e < s a) Aumento de caudal a jusante!a h mo LSL inicial e > s b) Diminuição de caudal a jusante!a

6 !!Variáveis controladas Resposta do trecho às variações de caudal Variações de caudal a jusante num trecho de canal com controlo da altura de água na secção a meio do trecho (hmo) Aumento de caudal LSL inicial LSL final e > s h me LSL inicial LSL final!a Aumento de caudal a jusante

7 !!Variáveis medidas!!variáveis de controlo

8 !!Lógicas de controlo em malha fechada (MF) Controlo MF de alturas de água num canal!h min!a min Referência hr Somador + - e Elemento de controlo a Somador + - Actuador alturas água aberturas comporta Filtro h posição comporta Altura água Canal Comporta Servo motor Sistema hidráulico

9 !!Lógicas de controlo em malha fechada (MF) Controlo MF de alturas de água num canal // // // a) Controlo por jusante // c) Controlo misto b) Controlo por montante

10 !!Arquitectura do controlo. es independentes // a) Controlo local próximo // b) Controlo local distante

11 !!Arquitetura do controlo. semi-local e Controlo centralizado a // c) Controlo semi-distante a d) Controlo centralizado

12 !!Arquitetura do controlo. es independentes sob supervisão central central

13 !!Arquitetura do controlo. es independentes Controlo MF de alturas de água num canal central e) Controlo independente sob supervisão central

14 !!Estruturas e equipamentos 1-es passivos - Descarregadores 2-Comportas convencionais (atuação manual ou eléctrica) Comporta plana vertical Comporta descarregadora plana vertical Comporta de segmento Comporta descarregadora plana inclinada Comporta plana com chumaceira superior 3-Comportas auto-reguladoras (gravidade usando flutuadores e contrapesos) Comportas Neyrpic (AMIL AVIS, AVIO, Mista) Comporta Bengemann Comporta Vlugter Comportas com flutuador sob a acção indirecta da altura de água a controlar

15 !!Estruturas e equipamentos Comporta Bengemann Comporta Vlugter Eixo de rotação Contrapeso Eixo de rotação Contrapeso Flutuador h 1 h 2

16 !!Estruturas e equipamentos Comporta com flutuador sob a acção indirecta do nível a controlar

17 !!Estruturas e equipamentos 3-es electrónicos (analógicos) (acoplados a comportas através de actuadores) es específicos de função única pré-programada HyFLO (1969) EL-FLO (1972)

18 !!Estruturas e equipamentos 3-es electrónicos (analógicos) (acoplados a comportas através de actuadores es específicos de função única pré-programada HyFLO analógico e = h j - h r h j h r a a p = K p e ±!a = a p - a + - actuador!a!a a h j

19 !!Estruturas e equipamentos 3-es electrónicos (analógicos) (acoplados a comportas através de actuadores es específicos de função única pré-programada EL-FLO + reset analógico e = h f - h r a p = K p e h f h r a t a I =K I!"e dt ±!a = a p - a I - a 0 actuador + - Filtro electrónico h j! h f!a!a a h j

!!Estruturas e equipamentos 4-es electrónicos (numéricos ou digitais) (acoplados a comportas através de actuadores 4.1 - Computadores portáteis comerciais 4.

20 !!Estruturas e equipamentos 4-es electrónicos (numéricos ou digitais) (acoplados a comportas através de actuadores Computadores portáteis comerciais 4.2. Autómatos industriais NOTA: A partir dos meados da década de 80 (séc passado), os microprocessadores passaram a ser usados no controlo automático de canais

21 !!Algoritmos 1-PID Proporcional, Integral e Derivativo (é do tipo SISO) u ( t) K e( t) + K! e( # ) = P I d + K! " # t # = 0 D de( t) dt u(t) y(t) Controlo por jusante do tipo SISO num trecho de canal.

22 !!Algoritmos 2- Óptimo (é do tipo MIMO) 3- Predictivo (é do tipo MIMO) 4-Outros u 1 (t) u 2 (t) y 1 (t) y 2 (t) MIMO para canal com dois trechos.

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1.3. Âmbito e organização do livro 42. Noções sobre escoamentos em canal Índice Prefácio 15 Agradecimentos 17 Simbologia 19 Capítulo 1 Introdução 1.1. Água, um recurso natural escasso 31 1.2. Sistemas de adução em canal 35 1.2.1. Objectivos 35 1.2.2. Constituição geral 39 1.2.3.