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Utilização de Gás Módulo: Válvulas e Sistemas de Controle
PROCESSO INDUSTRIAL
Variável Controlada: Temperatura Meio Controlado: Fluido Variável Manipulada: Vazão Agente de Controle: Vapor
Malha de Controle Aberta
Perturbações
Indicação
Entrada do produto
Processo
Medida e
transmissão
Saída do
produto
Variável regulada
Registro
Alarme
Malha de Controle Fechada
E
Controlador
Elemento
final de controle
Fluido de Controle
Entrada do
produto
Processo
Medida e
transmissão
Saída do
produto
Variável regulada
Ponto de Ajuste - SP
Perturbações
Malha de Controle
LIQUIDO ENTRANDO
MISTURADOR LIQUIDO
SAINDO
VAPOR
VALVULA
CONTROLADOR SP
SENSOR DE TEMPERATURA
SINAL DE TEMPERATURA PARA O CONTROLADOR
ABERTA:
FECHADA:
Sistema sem realimentação (ou Feedback )
Sistema com realimentação "
CONTROLE DE PROCESSO Sistema de Controle em Malha Fechada
DRENO
ÁGUA
QUENTE
VAPOR
ÁGUA FRIA
VÁLVULA DE
CONTROLE
CONTROLADOR
AUTOMÁTICO
DISPOSITIVO DE
MEDIDA DA
TEMPERATURA
DRENO
ÁGUA
QUENTE
TERMÔMETRO
VAPOR
ÁGUA FRIA
Controle realimentado manualmente
Controle realimentado automaticamente
CONTROLADOR
Definições
Desvio (Erro), Realimentação, Variável de processo,
Controlador, Variável manipulada, Elemento Final de
Controle e Perturbações.
ÁGUA
FRIA
TIC
TT
VAPOR
ÁGUA
QUENTE
CONDENSADO Malha de Controle
Tipos de Controle
CONTROLE MANUAL CONTROLE AUTOMÁTICO
SAIDA DE ÁGUA QUENTE
ENTRADA
DE VAPOR
VÁLVULA DE CONTROLE
MEDIÇÃO
PROCESSO
CORREÇÃO
CONTROLE
Característica Controle Manual
VALOR DESEJADO
(SET-POINT)
TEMPO
DESVIO
0
+
-
VALOR OBTIDO
ERRO
O controle manual não permite a eliminação do erro, resultando em uma
amplitude de variação excessiva do valor da variável que se deseja
controlar
Controle Automático
VÁLVULA DE CONTROLE
MEDIÇÃO
ENTRADA DE ÁGUA FRIA
SAIDA DE ÁGUA QUENTE
ENTRADA DE
VAPOR
PROCESSO
COMPARAÇÃO
CORREÇÃO
CONTROLADOR AUTOMÁTICO DE CAMPO
SET POINT
SENSOR
Característica Controle Automático
O controle automático permite através de sua ação a redução do erro, com um
tempo de atuação igualar o SP a VC, praticamente impossíveis de se obter no
controle manual.
TEMPO
0
+
-
VALOR OBTIDO
VALOR DESEJADO
(SET-POINT)
ERRO
DESVIO
Ações de Controle (quanto sinal saída/sinal entrada)
Ação Direta Quando o sinal da variável controlada aumentar de intensidade, a saída de controle atuará no mesmo sentido, aumentando o sinal de saída para o E.F.Ce vice versa.
Ação Inversa ou Reversa Quando o sinal da variável controlada aumentar de intensidade, a saída de controle atuará no sentido inverso, diminuindo o sinal de saída para o E.F.C e vice versa.
TANQUE A
TANQUE B
1. - Capacitância / Capacidade (volume)
tanque A: vol.= 100 m³ capac.=100/8=12,5 m³
tanque B: vol.=100 m³ capac.=100/4=25 m³
4m
ATRASOS DE TEMPO DO PROCESSO
Resistência (Atrasos de Tempo)
ENTRADA
SAÍDA
100 %
100 %
50 %
50 %
0 %
0 %
ENTRADA
SAÍDA
100 %
100 %
50 %
50 %
0 %
0 %
sem interação
com interação
Tempo de Transporte (Tempo Morto)
VELOCIDADE
SAÍDA
ENTRADA
WT
0 %
100 %
0 % 100 %
d
Controle Automático
Controle Automático Descontínuo
Duas Posições (com ou sem histerese)
Três Posições
Largura de Pulso.
Controle Automático Contínuo
Controlador
ÁGUA FRIA
ÁGUA QUENTE
120 V 50 Hz
PARAFUSO DE REAJUSTE DO VALOR DESEJADO
100
TEMPO
FECHADA
VALOR DESEJADO
0
Controle liga - desliga (sem histerese)
MODOS DE CONTROLE Sistemas de C.A. Descontínuo - ( 2 posições - Tudo ou Nada )
TEM
PER
AT
UR
A
VÁ
LV
ULA
Sistema de C. A Descontínuo - 2 posições com histerese
Bourdom
Ajustes do Diferencial
24 Vcc
Processo
SV
Relé
Sistema de C. A Descontínuo - Largura de Pulso
Erro
50%
0%
50%
EFC
100%
0%
Sistemas de Controle Automático Contínuo
G Sp
Sc
Spv
B
E
TIC
Características de Controlador Contínuo
Otimização do Controle
SET POINT
SET POINT
SET POINT
DESVIO VARIÁVEL
DESVIO
DESVIO
AÇÃO PROPORCIONAL
OFF-SET
POSIÇÃO DA VÁLVULA
TEMPERATURA
CARGA
110 °C
100 °C
90 °C
t
"A amplitude de correção é proporcional a amplitude do desvio (erro)." A
BR
E
AU
ME
NTA
Sc = ( G.E )+B Sc=Saida de Controle G=Ganho E=Erro (VC-SP) B=Saida modo manual
Banda Proporcional e Ganho
% de variação da VC necessária para provocar o percurso total do E.F.C
G Sp Sc
Spv
E
G=Kp=Ganho Proporcional
BP = 500% BP = 200% BP = 100%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ABERTURA DA VÁLVULA EM %
BP = 50%
0%
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Ganho= Mudança Saída Mudança Entrada
BP= 100 G.
BP=Banda Proporcional
100 l/h
ÁGUA A 80 °C
100 l/h
ÁGUA A 20 °C
TIC
ÁGUA
SISTEMA DE CONTROLE Curvas de reação
Pv (°C)
TEMPO SP
55
45
Pv (°C)
TEMPO
SP
55
45
G >
G <
fo
SET-POINT 2
SET-POINT 1
3 ESTÁVEL – SUBAMORTECIDA BANDA PROPORCIONAL PRÓXIMA DO IDEAL
SET-POINT 2
SET-POINT 1
2
fo
CONTINUAMENTE OSCILANTE BANDA PROPORCIONAL MUITO PEQUENA
fo
VARIÁVEL
CONTROLADA
SET-POINT 2
SET-POINT 1
1
INSTÁVEL BANDA PROPORCIONAL MUITO PEQUENA (ALTO GANHO)
RESPOSTAS DO
CONTROLADOR
fo
SET-POINT 2
SET-POINT 1
5
fo
ESTÁVEL - SUPER AMORTECIDA BANDA PROPORCIONAL MUITO GRANDE (PEQUENO GANHO)
SET-POINT 2
SET-POINT 1
4 ESTÁVEL - CRITICAMENTE AMORTECIDA BANDA PROPORCIONAL IDEAL RESPOSTAS DO
CONTROLADOR
“Ação Proporcional
boa estabilização, ...
carac. indesejável
no off-set
AÇÃO INTEGRAL (RESET)
VARIÁVEL MEDIDA
ERRO
SET-POINT
TEMPO
SAÍDA DO CONTROLADOR
Pv
Sc
100 %
50 %
RPM =Repetição/Minuto (Ti)
MPR =Minutos/Repetição (1/Ti)
Pv
Mv
50 % SET-POINT
VARIÁVEL MEDIDA
TEMPO
TEMPO
50 %
SAÍDA DO CONTROLADOR
Respostas do
Controlador
AÇÃO DERIVATIVA Sc=Td.de/dt + B
Td=tempo derivativo de/dt=derivada do erro em rel. ao tempo
Características das
ações (P+D)
PO
SIÇ
ÃO
DA
VÁLVU
LA
(mv)
TEM
PERATU
RA
(Pv)
Td
AÇÃO PROPORCIONAL
AÇÃO PROPORCIONAL MAIS DERIVATIVA
VARIÁVEL CONTROLADA
TEMPO
0 1 2 3 AU
ME
NTA
A
BR
E
SINTONIA DOS CONTROLADORES
TEMPO Critérios e Estabilidade
VA
RIÁ
VEL
ÁREA MÍNIMA
PERTURBAÇÃO MÍNIMA
AMPLITUDE MÍNIMA
CLP - Controlador Lógico Programável
MÁQUINA OU
PROCESSO INDUSTRIAL
SENSORES,
CHAVES,
BOTOEIRAS,
ETC.
ATUADORES
CLP
INÍCIO
CONDIÇÕES DE INICIALIZAÇÃO
LEITURA DAS ENTRADAS ATUALIZAÇÃO DAS MEMÓRIAS
IMAGENS DAS ENTRADAS
PROCESSAMENTO E INSTRUÇÕES DE USUÁRIOS
ACIONAMENTO DAS SAÍDAS ATUALIZAÇÃO DAS MEMÓRIAS
IMAGENS DAS SAÍDAS
Rotina CLP
CLP= Cartões Fonte e CPU
RACK
SLOT
CPU
PC
MEMÓRIA
ENTRADAS
SAIDAS
PLC - Componentes Hardware
CLP - Componentes Hardware
ENTRADAS
Digitais/Discretas
24 Vcc
110 Vac
220 Vac
Contagem Baixa Freqüência
Contagem Alta Freqüência
ENTRADAS
Analógicas RTD - PT100
Termopares 4 - 20 mA
0 - 20 mA
1 - 5 Vcc
0 - 10 Vcc
CLP - Componentes Hardware
SAIDAS
Digitais
Eletrônica
Relé
Analógicas
4 - 20 mA
0 - 20 mA
1 - 5 Vcc
0 - 10 Vcc
CLP - Componentes Hardware
CLP - Programação
Memory
RAM - Randon Acess Memory.
EPROM- Erasable Programmable Memory.
EEPROM- Electrically Erasable Memory.
Instructions List
Ladder Diagram
Extrutured Programation
( )
( )
( ) ( )
contato aberto
contato fechado
ativar saída
Funções Básicas do Diagrama de Relés
Exemplo de Diagrama de Relés
Programação Ladder
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