Analise e Simulação

Universidade Estadual de Maringá Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Química Curso Engenharia Química Disciplina Análise simulação e controle de processos 5289 Data de entrega e apresentação 27012025 Valor 50 Acadêmicoa RA Acadêmicoa RA Acadêmicoa RA Acadêmicoa RA 1o Bimestre 2o Bimestre 3o Bimestre 4o Bimestre Parte 02 Exame Final REGENERADOR DE CATALISADOR O processo mostrado na Fig E4 é uma unidade regeneradora de catalisador onde o ar quente remove o carbono de catalisador sólido A variável manipulada é o fluxo de combustível e a variável controlada é a temperatura de regeneração Há uma válvula de controle linear com fluxo máximo de 120 gpm O fluxo no estado estacionário é 50 gpm O sensor de temperatura tem uma faixa de 50 a 275ºF O distúrbio principal para o sistema é a temperatura do ar ambiente tal temperatura é agora 80ºF Você decide identificar a função de transferência do processo Para fazêlo você pede a alguém que faça uma variação em degrau de 10SC para a válvula de combustível agora ela é 60 e que leve os valores da resposta ao seu escritório Os resultados são apresentados na Tabela E4 Uma vez recebidas as informações você percebe que não especificou o sinal da variação degrau A única coisa que você sabe é que a válvula de controle do combustível é falhafecha Logo você sabe que pode deduzir qual era o sinal do degrau certo a Seu primeiro objetivo é desenhar um diagrama de blocos global para o processo Ao ler os registros dos engenheiros anteriores você encontra a seguinte observação Como conclusão a função de transferência entre a temperatura do ar ambiente e os sensor de temperatura do regenerador é Naturalmente você percebe de imediato que as unidades de ganho são STºF e que as unidades de tempo são minutos Isto é ótimo Agora para provar a todos que você entende como o sistema funciona você desenha um diagrama de blocos global b Você se lembra agora de que a companhia de instrumentos e equipamentos deseja instalar o controlador com os ajustes de fábrica Kc 25 τI τD 0 ação reversa Claro que você não vai deixalos fazer isto sem antes realizar alguns cálculos Então você se faz as seguintes indagações A ação reversa é a ação adequada do controlador Por quê Você sabe que eles irão pergunta lo Mesmo se a ação do controlador seja ajustada da forma correta o processo de malha fechada será instável com o ganho predefinido do controlador 25 Você pode calcular um ganho de controlador que minimiza o IAE para variações de distúrbio c Agora você se sente como o rei da unidade industrial De repente você lembra que hoje o gerente da unidade industrial o que você acabou de encontrar dois dias atrás quando pediu um aumento de 8000 dólares estará presente quando eles operarem o novo controlador Você realmente quer impressionar todo mundo Mas como você poderá faselo Para relaxar você liga sua TV e fica brincando com o controle remoto Aí você sintoniza o boletim meteorológico e ouve hoje teremos uma noite especialmente quente e amanhã a temperatura será de 95ºFbla bla bla alta pressão bla bla baixa pressão Aquela companhia elétrica irá ganhar muito dinheiro hoje com todos os aparelhos de ar condicionados ligados a todo vapor eh Mas espere A temperatura irá aumentar de 80ºF hoje para 95ºF amanhã Já que a companhia quer instalar um controlador P haverá erro residual Aposto como posso prever o erro residual você diz a si mesmo Este é o caminho para conseguir o meu aumento Utilize em seus cálculos o ganho do controlador que você calculou em b ST saída do Trsnsmissor SC saída do Controlador gpm galões por minuto Universidade Estadual de Maringá Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Química Curso Engenharia Química Disciplina Análise Simulação e Controle de Processos 5289 Data 27012025 Entrega 27012025 Valor da Prova50 Acadêmicoa RA Acadêmicoa RA Acadêmicoa RA Acadêmicoa RA 1o Bimestre 2o Bimestre 3o Bimestre 4o Bimestre Parte 01 Exame Final Usar o Scilab Xcos para simular as respostas do sistema de controle podese usar quando necessário uma variação degrau unitário no setpoint Entregar os exercícios resolvidos e os arquivos da simulação no Scilab pepolon2uembr 1Em uma malha de controle temos os seguintes elementos E pretendemos usar um controlador PI Daí pedese a Usar o Scilab para obter a resposta ao degrau unitário de malha aberta sem o controlador b Usar o método da curva de reação para obter o modelo aproximado da forma c Sintonizar o controlador utilizando os métodos de CohenCoon e ZieglerNichols d Comparar as respostas da malha fechada com os dois controladores considerando um degrau no setpoint e Comparar as respostas para uma variação no distúrbio considerando que 2 Na malha do exercício 1 usar o método de Sundaresan e Krishnaswamy para obter o modelo aproximado do item b Ressintonizar os controladores do item c e comparar as respostas da malha fechada com as respostas do exercício 1 3 Na malha de controle do exercício 1 usar o método da oscilação permanente de ZieglerNichols para sintonizar um controlador Pi e outro PID comparar as respostas da malha com os dois controladores 4 Considere um processo de quarta ordem com a função de transferência dada por a Projete um controlador proporcional pelo método de ZieglerNichols da oscilação permanente b Método da curva de reação do processo c Projete um compensador de tempo morto usando o modelo de primeira ordem com empo morto FOPDT encontrado no item b d Compare as respostas obtidas nos itens anteriores 5 dado o sistema de controle com a seguinte função de transferência do processo Admitindo que aproxime a função de transferência por uma função de transferência de primeira ordem com empo morto FOPDT Para isso utilize o método proposto por Smith Calcule o ganho proporcional para o ajuste de CohenCoon 6 Considere o sistema de controle do exercício 5 Projete um controlador preditor de Smith e compare com o controlador proporcional 7 em uma malha de controle em que a Projete um controlador feedback proporcional sintonizado pelo método de Ziegler Nichols b Projete um controlador preditor de Smith c Compare a performance desses dois controladores para uma mudança degrau unitário no setpoint 8 Considere o sistema de controle mostrado na figura com O controlador é proporcional enquanto o controlador é PI com a Ache a resposta em malha fechada do sistema em cascata b Descreva como você ajustaria os dois controladores e determine os ganhos de e c Calcule a resposta em malha fechada a um distúrbio degrau unitário em usando os ganhos encontrados no item b d Faça o mesmo caso o controlador seja PI e proporcional