Automação-1-Lista-de-Exercícios-Conceitos-e-Malhas-de-Controle

Nome Turma Entregar Manuscrito Lista de Exercício Disciplina Automação 1 Descreva o significado de Zona Morta 2 Descreva o significado de Histerese 3 Descreva o significado de Erro de linearidade 4 Descreva o significado de Reprodutibilidade 5 Descreva o significado de Correlação 6 Descreva o significado de Offset 7 Descreva os tipos de malhas e suas diferenças 8 Descreva a função de cada instrumento utilizado em uma malha fechada 9 Dê exemplos de elementos finais de controle 10 Qual diferença entre um indicador e um registrador 11 Por que devemos instalar um conversor antes de uma válvula de controle em uma malha 12 Que estratégia pode ser adotada para aumentar a segurança de um processo 13 Qual a diferença entre um sinal de alarme e um de intertravamento 14 Aponte os tipos de sinais utilizados nas malhas de controle vantagens e desvantagens de cada um 15 Na malha ao lado iremos utilizar um PLC para realizar os controles do processo o sinal padrão dos instrumentos será de 1 à 5 Vcc sendo que todos os instrumentos estão calibrados com valores mínimos iguais a 0 e o valor Máximo da malha de vazão é de 20 m3h pressão Max de 10 kgfcm2 e temperatura Max de 150C Determine o valor do sinal a ser enviado pelo transmissor para o controlador quando o processo estiver operando com a Vazão 46 m3h Pressão de 23 kgfcm2 Temperatura de 55 C e o sinal que deverá ser enviado à válvula para que permaneça com uma abertura igual à 65 16 Analise o diagrama abaixo e responda a Qual a variável controlada e manipulada na malha 101 Manipulada Controlada b 202 Manipulada Controlada c Com base no diagrama acima numere o tipo de instrumento de acordo com a função da coluna da direita 1 Válvula de controle A 2 Controlador indicador B 3 Transmissor 4 Controlador D 5 Registrador E d Preencha a tabela abaixo Localização Tipo de Sinal FR 202B ENTRE FY202 e FV 202 FIC 202 ENTRE FT 202 e FIC 202 LIC 101 A ENTRE LIC 101 e FIC 202 17 Analise a Tabela abaixo e indique a função dos instrumentos de acordo com a sua nomenclatura Tag TAG Função LIT01 WT01 LSH02 LT02 LIT03 PSH01 PI01 PIT01 PIC01 TT01 TIC01 TSH01 LV01 FIC01 FV01 FIT01 FI01 FSL01 TI01 18 Os instrumentos que contribuem para a operação adequada de uma planta são classificados de acordo com a função desempenhada na malha de controle Com base nessa afirmação assinale com V se verdadeira ou com F se falsa as sentenças abaixo o transmissor é o dispositivo que primeiramente capta a informação relativa à variável do processo que se pretende controlar o registrador é o dispositivo responsável por registrar os valores instantâneos da váriável controlada do processo medidos ao longo do tempo o elemento final de controle é aquele que diretamente manipula uma variável do processo com o intuito de modificar a variável de saída do processo ao valor desejado o controlador recebe a informação diretamente do registrador e envia o sinal para o transmissor 19 Indique a quantidade dos parâmetros solicitados na tabela para cada fluxograma Malhas Entradas Saídas Abertas Fechadas Analógicas Digitais Analógicas Digitais Exercício FC 135 FT 135 Makeup FC FV 135 Tanque de reciclo reciclo FC 133 FT 133 Reactor 1 FV 133 P133 FFC 133 FC 132 FT 132 Reactor 1 FV 132 FC 131 FT 131 Reactor 2 FV 131 PC 130 PT 130 PV 130 FO P130 Tanque de Alimentação 20 Voce recebeu a responsabilidade de automatizar um processo de diluição de suco concentrado o processo de produção será do tipo Bacht ou seja a valvula de saída será aberta após completar o processo de diluição O suco será composto de quatro partes de suco concentrado e duas de água Visando economizar com a aquisição de instrumentos voce decidiu adiquirir um transmissor eletronico que utiliza como sinal padrão o sinal de 4 a 20 mA um PLC para configurar via software os pontos para intertravamento e atuação das valvulas de entrada e saída que serão utilizadas no processo e utilizará um IHM para gerar as informações necessárias para o operador Para preparo do suco será utilizado um tanque de 21 m de altura para evitar transbordo o transmissor de nível será calibrado com fundo de escala em 20m e acima deste ponto será utilizado uma chave de nível que será acionado caso ocorra falha no transmissor e deverá gerar um alarme sonoro para o operador e fechará as válvulas de entrada O processo deverá seguir os seguintes passos Com o tanque vazio fechar a válvula de saída do tanque Abrir a válvula da tubulação de água Ao atingir a quantidade agua definido na receita fechar a válvula de agua ligar o agitador e abrir a válvula da tubulação de suco concentrado Uma vez que o tanque recebeu a quantidade de suco concentrado definido na receita a válvula de suco concentrado deverá fechar e abrir a do fundo do tanque permanecerá nesta condição até que o tanque fique vazio Analise a especificação operacional do processo e aponte o número de entradas e saídas necessárias para a aquisição do PLC que irá realizar o controle deste processo Resp Entradas Saídas Analógicas Digitais Analógicas Digitais Lista de Exercícios de Automação Industrial 13 de novembro de 2023 1 Descreva o significado de Zona Morta Zona Morta é um fenômeno que ocorre em uma região do espaço de entra das que quando um sinal de entradacontrole é aplicado não há reaçãoefeito no sistema controlado 2 Descreva o significado de Histerese A ocorrência de histerese significa que a resposta de um sistema não depende apenas da ação de controle sinal de entrada que está recebendo no momento mas depende também das ações passadas Pode ser visto como um atraso na resposta do sistema 3 Descreva o significado do erro de linearidade Pode ser entendido como o desvio de um sistema físico e sua representação matemática utilizada para o descrever 4 Descreva o significado de reprodutibilidade A reprodutibilidade é justamente a capacidade de refazer determinada tarefa sob as mesmas condições e obter os mesmos resultados 5 Descreva o significado de Correlação A correlação é uma medida do relacionamento de como a mudança alte ração de uma variávelsinal influência uma outra variávelsinal ao longo do tempo 6 Descreva o significado de Offset No sentido de controle podese entender o Offset como um estado de operação que apresenta uma diferença constante entre o valor desejado para a saída de um sistema e a atual saída deste mesmo quando o controlador e as demais partes do sistema estão operando corretamente 7 Descreva os tipos de malhas e suas diferenças Temos dois tipos de malhas 1 1 Malha aberta A malha aberta é uma estrutura de controle não tão convencional de vido suas limitações em fornecer bons resultados visto que não há verificação do impacto dos instrumentos e controle na dinâmica da planta 2 Malha fechada Enquanto que a malha fechada é composta por três elementos indis pensáveis possuí desvantagens como é mais cara de implementar e é necessário mais conhecimentos técnicos para fazer uso apropriado dela porém suas vantagens compensam visto que com a realimenta ção podemos realizar tarefas de mudança do set point com garantias de estabilidadesegurança e desempenho do processo 8 Descreva a função de cada instrumento utilizado em uma malha fe chada Na malha fechada fazese uso de três elementos 1 Controlador O controlar do malha fechada tem a função de calcular uma ação de controle baseada no sinal de erro que seja correspondente para que o processoplanta convirja para a trajetória desejada de operação ou para o set point 2 Atuador ProcessoPlanta O Atuador ProcessoPlanta é a formulação matemática que descreve como a saída do processo que se deseja controlar é afetada pelo sinal de controle ponderado por um modelo matemático do atuador São os componentes do sistema físico que desejase controlar 3 SensorRealimentação Sua função é fornecer uma medida do sinal de saída do processo garan tindo características como baixo ruído baixa latência São algumas importantes características que impactam o desempenho do controla dor quando não levados em conta 9 Dê exemplos de elementos finais de controle Como exemplo de elementos finais podem ser listados 2 Válvulas de fluxo Resistências para Aquecimento Transistor MOS para conversores CCCC Amortecedor Eletromagnético de veículos Sistema hidráulico para posicionar o Aileron de uma aeronave São os elementos responsáveis por atuar sobre a grandeza física controlada para que o então o processo seja impactado 10 Qual a diferença entre um indicador e um registrador O conversor é responsável por converter de forma correspondente uma grandeza em outra uma tensão elétrica na abertura de uma válvula Enquanto que o indicador apenas indica o valor da grandeza que está medindo em relação a uma escala como por exemplo a pressão numa tubu lação e apresenta a escala amarelo verde e vermelha para dizer quando a pressão da tubulação está dentro do ideal ou não 11 Por que devemos instalar um conversor antes de uma válvula de con trole em uma malha O conversor é importante pois nem sempre a grandeza que o sinal do controlador envia é adequada para ser aplicado nos atuadores E por isso precisase converter esse sinal de uma grandeza em outra de forma corres pondente 12 Que estrategia pode ser adotada para aumentar a segurança de um processo Instalar instrumentos com funções redundantes 13 Qual a diferença entre um sinal de alarme e um de intertravamento O alarme tem a função de indicar que existe uma condição de operação não desejada acontecendo fazendo uso de efeitos visuais sonoros Enquanto que o intertravamento é a imposição de determinada condição para a opera ção 14 Aponte os tipos de sinais utilizados nas malhas de controle vantagens e desvantagens de cada um Vantagens para sinal de Controle Sinal Pneumático 1 Uso em locais com risco de explosão 2 Não causa nem sofre interferência eletromagnética 3 Sinal Hidráulico 1 Uso em locais com risco de explosão 2 Não causa nem sofre interferência eletromagnética 3 Maior distância de significância do sinal Sinal Elétrico Analógico 1 Alimentação junto com a transmissão 2 Fácil instalação 3 Permite acesso ao sinal que está sendo transmitido por mais de um sistema conectado em paralelo 4 Fácil detecção de falha na linha Sinal Elétrico Digital 1 Conexão por barramento compartilhado 2 Diferentes meios físicos para transmissão desde par trançado e fibra ótica até tecnologias wirelles 3 Resistência a interferências 4 Reconfigurável diagnostico de falhas em qualquer ponto da ma lha 5 Redução de custos com infraestrutura Desvantagens para sinal de Controle Sinal Pneumático 1 Necessita de tubulação equipamentos auxiliares 2 Distância de significância do sinal bem como operação lenta 3 Dificuldade de detecção dos vazamentos Sinal Hidráulico 1 Necessita de tubulações e equipamentos auxiliares 2 Inspeção regular do nível de líquido do reservatório 3 Perigo em casos de vazamentos Sinal Elétrico Analógico 4 1 Cuidados em áreas com risco de explosão 2 Sofrem e causam interferência eletromagnética Sinal Elétrico Digital 1 Vários protocolos disponíveis 2 Barramento compartilhado afeta todos os equipamentos 15 Determine o valor do sinal a ser enviado pelo transmissor para o controlador quando o processo estiver operando com a Vazão 4 6 m3 h Pressão de 2 3 kgf cm2 Temperatura de 55C e o sinal que deverá ser enviado à válvula para que permaneça com uma abertura igual à 65 20m3 h 100 1 4 6m3 h x 2 x 460 20 3 Sinal 5 0 23 Sinal 115 4 Ou seja o valor que o transmissor vai enviar para o controlador é um sinal de Sinal 115 notase pela notação das linhas que o sistema comunicação por impulso Para a abertura da válvula ser mantida em 65 o controlador deve enviar um sinal calculado como segue 5V 100 5 x 65 6 Então x 65 5 100 x 325V 7 O sinal do controlador para a abertura da válvula é de V 325V 16 Qual a variável manipulada e controlada para cada malha da Fig do material Letra A 5 Manipulada Abertura da válvula da malha 202 Controlada Nível Letra B Manipulada Abertura da válvula Controlada Vazão Letra C Válvula de Controle E Controlador Indicador A D Transmissor B Letra D FR 202B Montado no campo equipamento discreto FIC 202 Painel Principal equipamentos compartilhados LIC 101 A Painel auxiliar equipamentos compartilhados Sinal entre FY 202 e FV 202 Pneumático Sinal entre FT 202 e FIC 202 Elétrico Sinal entre LIC 101 e FIC 202 Interno via Software 17 Análise da funcionalidade baseado na TAG LIT01 Indicador Transmissor de Nível WT01 Transmissor de Pesomassa LSH02 A Chave de nível Alto LT02 Transmissor de Nível LIT03 Indicador Transmissor de Nível está instalado na área 03 da fábrica PSH01 Chave de pressão Alta PI01 Indicador de Pressão PIT01 Indicador Transmissor de Pressão PIC01 Controlador Indicador de Pressão TT01 Transmissor de Temperatura TIC01 Controlador Indicador de Temperatura TSH01 Chave de Temperatura alta LV01 Válvula de nível FIC01 Controlador Indicador de Vazão FV01 Válvula de Vazão FIT01 Transmissor Indicador de Vazão FI01 Indicador de Vazão FSL01 Chave de vazão baixa TI01 Indicador de Temperatura 6 18 Primeira afirmativa V Segunda afirmativa V Terceira afirmativa V Quarta afirmativa F 19 São apresentados então os resultados para os três processos Exercício 1 M Aberta M Fechada E Analógica E Digital S Analógica S Digital 1 2 1 1 2 0 Exercício 2 M Aberta M Fechada E Analógica E Digital S Analógica S Digital 3 4 5 0 2 0 Exercício 3 M Aberta M Fechada E Analógica E Digital S Analógica S Digital 1 5 2 0 2 0 20 Determinar o n de entradas e saídas necessárias para o PLC que será usando no processo de automatização Entradas Saídas Analógicas Digitais Analógicas Digitais 0 2 4 1 7