Automação Industrial Unidade 2 Controle Automático

Transcrição

1 Automação Industrial Unidade 2 Controle Automático Prof. Rodrigo Cardoso Fuentes [email protected] Prof. Rafael Concatto Beltrame [email protected]

2 Objetivos da Aula 1. Conceituar Malha de controle Elemento atuador Controlador analógico Controlador digital Sistema de controle em Malha Aberta Sistema de controle em Malha Fechada 2

3 Revisão Planta industrial Processo industrial Variável de processo 3

4 Introdução Controle manual Exige a presença de um operário no processo Funções do operário Medição Tomada de decisão Atuação 4

5 Introdução Controle automático Substitui o operador, porém requer uma malha de controle Funções do operário Definição da referência Supervisão 5

6 Controle Automático Malha de controle É o conjunto formado pelo elemento controlador e atuadores do processo,, cujo objetivo é manter uma determinada variável vel de processo regulada 6

7 Controle Automático Malha de Controle Elemento Controlador Elemento Atuador Variáveis do Processo 7

8 Controle Automático Elemento controlador Conjunto de circuitos eletro eletrônicos eletrônicos ou mecânicos que recebem informações através s de sinais de entrada e, após processamento, os converte em sinais de controle,, os quais atuam diretamente no comando do processo 8

9 Controle Automático Sinais de Entrada Elemento Controlador Sinais de Controle 9

10 Controle Automático Sinais de Entrada Sinais elétricos Sensores, conversores, interruptores, referências, etc. Sinais de controle Sinais elétricos Aplicados aos elementos atuadores Elementos atuadores Válvulas, motores, compressores, conversores, etc. 10

11 Controle Automático Exemplo: Controlador de Temperatura PV Process value Valor atual SV ou SP Set value Set point Valor desejado Sinais de Entrada? Sinais de Saída? 11

12 Controle Automático Controlador analógico Baseados em amplificadores operacionais (Amp Op) Elementos passivos (resistores, indutores, capacitores) Filtros Ganhos Comparadores Controladores digitais Baseados em processadores Hardware (circuito eletrônico) D/As Software (programa de controle) 12

13 Exercício Controle de Temperatura de uma Sala Representar em diagrama de blocos Entrada (Set point SP) Controlador (Termostado) Saída (Temperatura Ambiente PV) Atuador (Sistema de aquecimento/refrigeração) Representar Fonte de energia Perturbações Podem afetar o resultado Gráfico temperatura x tempo 13

14 Sistemas de Controle Sistema em Malha Aberta Simples de baixo custo Podem ser imprecisos (não compensam perturbações) Não possuem informações da variável de saída Sinal de Entrada Controlador Sinal de Controle Processo Sinal de Saída 14

15 Sistemas de Controle Exemplos Sistemas que empregam controladores sequenciais Timer mecânico Timer digital Aplicações Semáforos Sinais sonoros Observação Não verificam se a carga foi realmente acionada 15

16 Sistemas de Controle Sistema em Malha Fechada Complexos e de custo mais elevado Possuem informações da variável de saída Medição Valor desejado Set-Point Comparador + Erro Controlador Sinal de Controle Atuador Sinal de Saída (Processo) Medição 16

17 Sistemas de Controle Exemplos Controladores de temperatura Controladores de velocidade de motores CC ou CA Motor e Tacômetro Inversor de Frequência 17

18 Exercício Controle de Temperatura de uma Sala Refazer empregando sistema de controle em Malha Fechada Representar em diagrama de blocos Entrada (Set point SP) Controlador (Termostado) Saída (Temperatura Ambiente PV) Atuador (Sistema de aquecimento/refrigeração) Sensor de temperatura (feedback ou realimentação) Comparador Analisar o efeito da perturbação 18

19 Revisão Malha de controle Elemento controlador e atuadores do processo Elemento controlador Circuitos recebem informações através de sinais de entrada e os convertem em sinais de controle Controlador analógico Amplificadores operacionais Controlador digital Processadores (Software) Sistema em malha aberta Podem ser imprecisos (não compensam perturbações) Não possuem informações da variável de saída Sistema em malha fechada Complexos e de custo mais elevado Possuem informações da variável de saída Medição 19