Controle de Temperatura em Estufa Agricola-Processo Diagramas e Automação

Escolher um processo e explicalo todo de modo geral Fazer um diagrama de fluxo de processo Detalhar uma parte do processo com texto e diagrama e falar as variáveis de automação entradas saídas quais sensores etc Fazer um fluxograma e descrever a lógica de funcionamentocontrole 1 PROCESSO ESCOLHIDO CONTROLE DE TEMPERATURA ESTUFA As estufas desempenham um papel fundamental na agricultura moderna permitindo que os agricultores controlem o ambiente de cultivo e estendam as temporadas de crescimento para uma variedade de plantas Entre os muitos fatores que afetam o crescimento das culturas a temperatura é um dos mais críticos Para alcançar o sucesso na produção de hortaliças e de alta qualidade é essencial manter a temperatura da estufa dentro da faixa de 22C a 25C o que requer um processo de controle cuidadoso e eficaz 2 FUNCIONAMENTO DO PROCESSO A estufa está programada para ter uma entre 22C e 25C I Caso a temperatura lida pelo sensor DHT11 sensor de temperatura e umidade relativa do ar seja abaixo de 22C uma resistência elétrica será acionada para aquecer a estufa II Caso a temperatura lida pelo sensor DHT11 sensor de temperatura e umidade relativa do ar seja acima de 25C um cooler ventoinha será acionado para aquecer a estufa Controlador PID I Um controlador PID é um sistema de controle de feedback que ajusta automaticamente uma variável de processo no caso a temperatura para atingir um valor de referência desejado Ele faz isso usando três termos principais II Proporcional P Este termo ajusta a saída com base na diferença entre a temperatura atual e a temperatura desejada erro Quanto maior o erro maior será o ajuste proporcional na saída III Integral I O termo integral leva em consideração o acumulado de erros passados e ajuda a eliminar erros persistentes como desvios de temperatura devido a mudanças graduais nas condições IV Derivativo D O termo derivativo prevê a taxa de mudança do erro e ajuda a evitar oscilações excessivas ajustando a saída para suavizar transições bruscas Aplicação do Controlador PID em Estufas Na estufa o controlador PID será usado para manter a temperatura dentro de uma faixa específica como os 22C a 25C desejados Eis como funciona Sensor de Temperatura Um sensor de temperatura monitora constantemente a temperatura ambiente na estufa e fornece feedback ao controlador PID Referência de Temperatura O agricultor define a temperatura desejada como referência Neste caso 22C a 25C Ação Proporcional O termo proporcional do controlador PID calcula a diferença entre a temperatura atual e a referência erro e ajusta a saída para corrigir esse erro Quanto maior o desvio da temperatura mais rápido o controlador age para corrigir Ação Integral O termo integral leva em consideração erros passados e age para eliminar desvios persistentes Isso é útil para corrigir pequenas flutuações e manter a temperatura estável Ação Derivativa O termo derivativo prevê a taxa de mudança do erro e suaviza transições bruscas evitando oscilações excessivas Feedback Contínuo O controlador PID ajusta continuamente a saída com base nas informações do sensor de temperatura até que a temperatura na estufa alcance e permaneça dentro da faixa desejada Vantagens do Controle PID em Estufas I Precisão O controle PID é altamente preciso na manutenção da temperatura mesmo em condições variáveis II Estabilidade Ajuda a evitar oscilações excessivas e mantém a temperatura estável III Adaptabilidade Pode se ajustar automaticamente a diferentes condições climáticas e de cultivo IV Eficiência Energética Reduz o desperdício de energia ao evitar ajustes excessivos 3 COMPONENTES DO SISTEMA DE CONTROLE I Controlador PID II Planta do processo III Sensor DHT11 IV Bloco Somador 4 DIAGRAMA DE BLOCOS DO SISTEMA 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS I Dorf Richard C Bishop Robert H Sistemas de Controle Modernos Rio de Janeiro LTC 2009 8ª edição II Albertos Perez P Sala Antonio Multivariable Control Systems An Engineering Approach Springer 2004 III Gene F Franklin J David Powell Abbas EmamiNaieni Sistemas de Controle para Engenharia Porto Alegre Bookman 2013 IV OGATA K Discretetime Control Systems 2nd edition PrenticeHall 1995 V Oppeinheim Alan V Willsky 1 PROCESSO ESCOLHIDO CONTROLE DE TEMPERATURA ESTUFA As estufas desempenham um papel fundamental na agricultura moderna permitindo que os agricultores controlem o ambiente de cultivo e estendam as temporadas de crescimento para uma variedade de plantas Entre os muitos fatores que afetam o crescimento das culturas a temperatura é um dos mais críticos Para alcançar o sucesso na produção de hortaliças e de alta qualidade é essencial manter a temperatura da estufa dentro da faixa de 22C a 25C o que requer um processo de controle cuidadoso e eficaz 2 FUNCIONAMENTO DO PROCESSO A estufa está programada para ter uma entre 22C e 25C I Caso a temperatura lida pelo sensor DHT11 sensor de temperatura e umidade relativa do ar seja abaixo de 22C uma resistência elétrica será acionada para aquecer a estufa II Caso a temperatura lida pelo sensor DHT11 sensor de temperatura e umidade relativa do ar seja acima de 25C um cooler ventoinha será acionado para aquecer a estufa Controlador PID I Um controlador PID é um sistema de controle de feedback que ajusta automaticamente uma variável de processo no caso a temperatura para atingir um valor de referência desejado Ele faz isso usando três termos principais II Proporcional P Este termo ajusta a saída com base na diferença entre a temperatura atual e a temperatura desejada erro Quanto maior o erro maior será o ajuste proporcional na saída III Integral I O termo integral leva em consideração o acumulado de erros passados e ajuda a eliminar erros persistentes como desvios de temperatura devido a mudanças graduais nas condições IV Derivativo D O termo derivativo prevê a taxa de mudança do erro e ajuda a evitar oscilações excessivas ajustando a saída para suavizar transições bruscas Aplicação do Controlador PID em Estufas Na estufa o controlador PID será usado para manter a temperatura dentro de uma faixa específica como os 22C a 25C desejados Eis como funciona Sensor de Temperatura Um sensor de temperatura monitora constantemente a temperatura ambiente na estufa e fornece feedback ao controlador PID Referência de Temperatura O agricultor define a temperatura desejada como referência Neste caso 22C a 25C Ação Proporcional O termo proporcional do controlador PID calcula a diferença entre a temperatura atual e a referência erro e ajusta a saída para corrigir esse erro Quanto maior o desvio da temperatura mais rápido o controlador age para corrigir Ação Integral O termo integral leva em consideração erros passados e age para eliminar desvios persistentes Isso é útil para corrigir pequenas flutuações e manter a temperatura estável Ação Derivativa O termo derivativo prevê a taxa de mudança do erro e suaviza transições bruscas evitando oscilações excessivas Feedback Contínuo O controlador PID ajusta continuamente a saída com base nas informações do sensor de temperatura até que a temperatura na estufa alcance e permaneça dentro da faixa desejada Vantagens do Controle PID em Estufas I Precisão O controle PID é altamente preciso na manutenção da temperatura mesmo em condições variáveis II Estabilidade Ajuda a evitar oscilações excessivas e mantém a temperatura estável III Adaptabilidade Pode se ajustar automaticamente a diferentes condições climáticas e de cultivo IV Eficiência Energética Reduz o desperdício de energia ao evitar ajustes excessivos 3 COMPONENTES DO SISTEMA DE CONTROLE I Controlador PID II Planta do processo III Sensor DHT11 IV Bloco Somador 4 DIAGRAMA DE BLOCOS DO SISTEMA 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS I Dorf Richard C Bishop Robert H Sistemas de Controle Modernos Rio de Janeiro LTC 2009 8ª edição II Albertos Perez P Sala Antonio Multivariable Control Systems An Engineering Approach Springer 2004 III Gene F Franklin J David Powell Abbas EmamiNaieni Sistemas de Controle para Engenharia Porto Alegre Bookman 2013 IV OGATA K Discretetime Control Systems 2nd edition PrenticeHall 1995 V Oppeinheim Alan V Willsky