Instrumentacao Industrial - Introducao a Instrumentacao e Automação

INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Aula 01 Introdução à Instrumentação INTRODUÇÃO Instrumentação x Automação Instrumentação É uma ciência que desenvolve e aplica técnicas de medição indicação registros e controle de processos de fabricação visando sempre sua otimização Automação É a ciência que a partir da instrumentação desenvolve dispositivos capaz de governar a si próprios quase sem a interferência humana Indicador Registrador Diagrama de blocos Sensor Controlador Atuador SetPoint Referência INTRODUÇÃO Exemplos Controle de Nível Controle de Temperatura Controle de Vazão SENSORES Definição São dispositivos que transformam as variações físicas em sinais passíveis de leitura Efeitos Físicos Luz Calor Som Efeitos Mecânicos Velocidade Força Posição Sinais de Leitura Tensão ou Corrente SENSORES Tipos de Sinais Sinal Digital Exemplo Chave fim de curso Sensor de Nível Boia Sinal Analógico Exemplo Sensor de Temperatura Sensor de Pressão Sensor de Nível Ultrassônico CONTROLADOR Definição São dispositivos que recebem os sinais dos sensores comparam com o setpoint e atuam nos atuadores com a finalidade de diminuir o erro Tipos Controlador dedicado É o controlador que analisa apenas uma grandeza Controlador Universal É o controlador que analisa várias grandezas Controlador Programável Controlador Lógico Programável PLC e Microcontroladores ATUADORES Definição São dispositivos que são atuados a partir da diferença entre o sinal dos sensores e o setpoint Exemplos Válvulas Vazão Proporcional Ventilador e Resistências Temperatura Motor e Inversor de Frequência Velocidade ONOFF CONTROLE DE PROCESSOS Definição Processo É a realização de transformação física química ou biológica Ex Geração de Vapor Transformação de Minério de Ferro Fermentação Alcóolica Branqueamento da celulose Tipos de Controle Controle Manual Controle Automático CONTROLE DE PROCESSOS Controle Manual Fonte httpautomaticusblogspotcombr201003teoriadecontrole ihtml Acesso 01112012 CONTROLE DE PROCESSOS Controle Automático ESTRATÉGIAS DE CONTROLE Definição Variável Controlada É a variável que quer controlar o sistema Variável Manipulada É a variável que vou manipular Atuar nela Variável de Perturbação É a variável que não controlo e nem manipulo mas interfere no processo Controle de nível e temperatura A Controle por Realimentação B Controle por Antecipação ESTRATÉGIAS DE CONTROLE Controle por Realimentação Variável Controlada Variável Manipulada Variável de Perturbação Nível H e Temperatura T Vapor W Temperatura To e Vazão Fo Vantagens Utilizável em sistemas rápidos Fácil implementação Desvantagens Tem que haver perturbação no sistema ESTRATÉGIAS DE CONTROLE Controle por Antecipação Variável Controlada Variável Manipulada Vazão Vo e Temperatura To Vapor W e Vazão F Vantagens Utilizável em sistemas lentos Reage antes que o sistema seja perturbado Desvantagens Medição da perturbação no sistema Específico para cada tipo de perturbação EXERCÍCIOS 1 Desenhe o diagrama de blocos simplificado de uma automação e explique a função de cada elemento citando exemplos 2 Um determinado instrumento de medição possui um sinal de saída de 2 15 V se em um determinado momento esse instrumento indica 90 do sinal determine o valor do mesmo em Volts V R 137 V 3 Um determinado instrumento de medição possui um sinal de saída de 4 20 mA se em um determinado momento esse instrumento indica 50 do sinal determine o valor do mesmo em mA R 12 mA 4 Um determinado sensor de pressão pode medir pressão entre 0 à 1 bar com sinal de saída de 4 à 20 mA Se o sensor interpretar uma pressão de 025 bar qual será o valor de corrente emitida pelo mesmo R 8 mA 5 Um determinado sensor de pressão pode medir pressão entre 0 à 1 bar com sinal de saída de 4 à 20 mA Se o sensor emitir uma corrente de 985 mA qual será a pressão indicada pelo mesmo R 0367 bar 6 Um sensor de temperatura trabalha na faixa de 20 à 120C e possui o sinal de saída em corrente de 4 à 20mA Se o sensor indicar em sua saída a corrente 65mA qual será o valor da temperatura real do sistema R 3563 C REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFIA BÁSICA BEGA Egidio Alberto Instrumentação industrial 3 ed Rio de Janeiro RJ Interciência 2011 ALCIATORE David G HISTAND Michael B Introdução à mecatrônica e aos sistemas de medições Porto Alegre RS McGrawHill 2014 2014 recurso online FIALHO Arivelto Bustamante Automação pneumática projetos dimensionamento e análise de circuitos Érica 2003 2004 2008 2008 recurso online 2011 recurso online BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR STEVAN JÚNIOR Sergio Luiz SILVA Rodrigo Adamshuk Automação e instrumentação industrial com Arduino teoria e projetos São Paulo SP Érica 2015 2015 recurso online FIGLIOLA Richard S BEASLEY Donald E Teoria e projeto para medições mecânicas Ed LTC 2007 GEORGINI MARCELO Automação Aplicada Descrição e implementação de sistemas sequenciais com PLCs Ed Érica 2003 2007 2009 recurso online SIGHIERI Luciano NISHINARI Akiyoshi Controle Automático de Processos Industriais Instrumentação Ed Edgard Blucher 1973 DUNN Willian C Fundamentos de Instrumentação industrial e controle de processos São Paulo SP Prentice Hall 2013