Automação Industrial

Transcrição

1 Automação Industrial Unidade 4 Estratégias de Controle (Aula Teórico Prática) Prof. Rodrigo Cardoso Fuentes [email protected] Prof. Rafael Concatto Beltrame [email protected]

2 Objetivos da Aula 1. Aula teórica Revisar a teoria de Amplificadores Operacionais Estudar as configurações básicas Amplificador inversor Controlador P Amplificador não inversor Controlador P Comparador de tensão Cálculo do Erro Integrador Controlador I Diferenciador Controlador D Circuitos em cascata Circuitos somadores 2. Aula Prática Implementar um circuito de controle de temperatura analógico empregado AmpOps em malha fechada 2

3 Aula Teórica Ler o artigo: Capelli Amplificadores Operacionais Aplicados à Indústria Resumir as seções (incluir equacionamento e figuras): Definição de amplificador operacional Amplificador operacional ideal versus amplificador operacional real Configurações básicas 3

4 Aula Prática Objetivo Implementar um circuito de controle de temperatura analógico empregado AmpOps em malha fechada Componentes eletrônicos Amplificador operacional: LM741 Controle Sensor de temperatura: LM35 Sensoriamento Transistor: BD135 Atuação Circuitos implementados: 1) Atuador e Sensor 2) Gerador de referência (SP) 2) Comparador (Cálculo do erro) 4) Compensador Proporcional 4

5 Sistema de Controle Proposto Controle de em Malha Fechada Desejada (SP) Erro Comp. + Controlador Sinal de Controle Atuador Atual (PV) Medição 5

6 Atuador e Sensor Desejada (SP) Erro Comp. + Controlador Sinal de Controle Atuador Atual (PV) Medição Processo Resistor de Potência (22R e 5W) Atuador Transistor (BD135) (Beta = 100) Sensor de temperatura CI (LM35) (10 mv/ºc) 6

7 Implementação Sensor Processo H T V T T o mv 10 o C 55 C V 550 mv T Atuador R 22 R b 2, 2 k 7

8 Gerador de referência (SP) Desejada (SP) Erro Comp. + Controlador Sinal de Controle Atuador Atual (PV) Medição Referência de (SP) Em Tensão Pois o sensor tem saída em tensão (10mV/ C) 8

9 Implementação Circuito isolador (seguidor de tensão) Vref 550 mv para 55 C R R ref 1 ref 2 V ref V V cc ref Ajuste do SP R R ref 1 ref 2 10 k 390 Referência de Tensão () Divisor resistivo Circuito isolador Para não influenciar o ganho do divisor resistivo 9

10 Comparador e Compensador Proporcional (P) Desejada (SP) Erro Comp. + Controlador Sinal de Controle Atuador Atual (PV) Medição As duas funções serão implementadas em conjunto Emprego de em um único AmpOp 10

11 Implementação Ganho Proporcional Erro Rcomp2 Erro Vref V R comp1 T R R comp1 comp2 2, 2 k 560 k A relação entre R comp2 e R comp1 determina o ganho P 11

12 Simulação (PSIM) 12

13 Resultados de Simulação 13

14 Avaliação Observações a) Grupos de até 3 alunos b) Pode ser em formato digital: enviar para [email protected] d) Modelo de relatório disponível em: tinyurl.com/automacao ctism e) Data de entrega: 28/05/2012 (segunda feira) Parte Teórica a) Resumo do artigo Amplificadores Operacionais Aplicados à Indústria Parte Prática a) Descrição do experimento b) Lista dos componentes empregados (tabela) c) Apresentação dos resultados experimentais (formas de onda e gráficos) d) Discussão sobre os resultados obtidos 14