Controle e automação Eletromecânica. Professora: Adriellen Lima de Sousa /01

Transcrição

1 Controle e automação Eletromecânica Professora: Adriellen Lima de Sousa adriellen.sousa@ifsc.edu.br 2019/01

2 Sumário Instrumentação Simbologia ISA

3 Instrumentação Ciência que aplica e desenvolve técnicas de medição, indicação, registro e controle de processos Industriais. 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, ou seja, colabora com a automação.

4 Controle manual

5 Simbologia de Instrumentação Estabelece os símbolos gráficos para identificação dos instrumentos e dos sistemas de instrumentação usados para medição e controle, apresentando um sistema de designação que inclui código de identificação. Norma S51 ISA (International Society of Automation, antiga Instrumentation Society of America). Adequada para fluxogramas em indústrias de processo contínuo (química, petroquímica, etc). P&ID (diagrama de instrumentação e tubulação).

6 Fundamento da automação Medir Comparar Corrigir

7 O que significa medir? Significa determinar quanto vale uma determinada grandeza, seja ela analógica, ou discreta. Exemplos: - Medir a temperatura para ver se uma pessoa está com febre. - Medir o comprimento de uma mesa; - Medir a tensão elétrica em uma tomada de energia; - Medir a altura das notas do violão.

8 O que se mede? Em um processo fabril qualquer é necessário medir alguns dados ou informações, visando a um processo 'adequado', 'perfeito', ou 'de acordo com as especificações'. Estas informações que desejamos medir, na indústria são chamadas de VARIÁVEIS DE PROCESSO.

9 O que são as variáveis de processos? São as grandezas físicas importantes de serem observadas, vigiadas, ou controladas em um processo de produção qualquer. Quais podem ser elas?

10 O que são as variáveis de processos? Nível Umidade Densidade PH Temperatura Corrente elétrica Pressão Velocidade Dimensões (comprimento, etc) Aceleração Vazão Massa Luminosinade Campo magnético

11 O que são as variáveis de controle? Medição de variáveis - Temperatura; - Nível; - Vazão; - Pressão.

12 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

13 Instrumentação

14 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.

15 Instrumentação 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.

16 Instrumentação 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. Variável perturbadora: aquela que introduz modificações no sistema, mas não temos controle sobre a mesma.

17 Sala de controle

18 Exemplos de sistemas automáticos Fazer um exemplo de controle de nível no quadro*

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20 Equipamentos básicos malha controle

21 Introdução à Instrumentação Ciência que aplica e desenvolve técnicas de medição, indicação, registro e controle e correção dos processos Industriais. Medição Sensor Indicação Indicador Registro Registrador Controle Controlador Correção Atuador

22 Vinícola Francioni São Joaquim

23 Vinícola Francioni São Joaquim

24 Instrumentação 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.

25 Instrumentação 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.

26 Instrumentação

27 Diagrama de blocos Malha aberta

28 Diagrama de blocos Malha fechada

29 Exemplo de malha de controle FLUIDO AQUECIDO VAPOR FLUIDO A SER AQUECIDO CONDENSADO PROCESSO INDUSTRIAL Variável Controlada: Meio Controlado: Variável Manipulada: Agente de Controle: Temperatura Fluido Vazão Vapor

30 Exemplo de malha de controle 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 "

31 Exemplo de malha de controle

32 Malha de controle

33 Malha de controle

34 Variáveis analógicas

35 Controle com sensor analógico

36 Variáveis discretas

37 Controle com sensor discreto

38 Tipos de sinais - Sinal contínuo (sinal analógico): Contínuo no tempo e na amplitude; - Sinal discreto: Discretizado no tempo e contínuo na amplitude; - Sinal digital: Discretizado no tempo, quantizado na amplitude e codificado.

39 Sinais

40 Tipos de sinais