Fundamentos Teoricos de Controle, Notas de estudo de Engenharia Naval

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Fundamentos do

Controle Automático

Os elementos que compõem os

sistemas de controle automático são

divididos em três grupos: elementos

primários ; elementos secundários e

elementos finais de controle.

Definições:

 Processo - Trata-se de um determinado sistema industrial (planta) que possui um comportamento dinâmico, sobre o qual atuamos a fim de obtermos o controle de uma determinada variável ou produto. Busca-se conseguir que estes materiais mantenham uma qualidade pré- estabelecida;

 Elementos primários são dispositivos com os quais consegue-se detectar (medir) alterações nas variáveis do processo. Exemplo: sensores de pressão, indicadores de temperatura etc;  Elementos secundários são dispositivos que recebem e tratam o sinal do elemento primário. Exemplo: transmissores, controladores etc.

Exemplo : A figura ao lado, vista nas aulas anteriores, ilustra o funcionamento do regulador de velocidade das máquinas alternativas a vapor inventado por James Watt. Seu diagrama em blocos pode ser visto na figura a seguir.

 Malha de controle é a combinação de instrumentos interligados para medir e/ou controlar uma variável;  Variável manipulada (manipulated variable) - É o agente físico que recebe a ação do controlador e altera o meio controlado. Por exemplo numa caldeira é a vazão de água de alimentação;

 Variável controlada - É o agente físico (variável) que se deve manter em um valor desejado. Exemplo: no controle de uma caldeira pode ser o nível de água do tubulão, a pressão de vapor, ou a combustão;  Variável secundária - é o agente físico (variável) mais próximo da variável controlada e que de forma instantânea interfere na mesma. No caso do controle de uma caldeira é a vazão de vapor produzida;

 Meio controlado – é a energia ou material do processo no qual a variável é controlada; Exemplo: No sistema de água de alimentação de uma caldeira é a água; no sistema de óleo lubrificante de um motor Diesel é o óleo lubrificante.

 Agente de controle – É o elemento que altera o meio controlado, é a energia ou material do processo, da qual a variável manipulada é uma condição ou característica; Exemplo: Em um trocador de calor a vapor o agente de controle é o vapor, pois a variável manipulada é o vapor e no controle de uma caldeira é a água de alimentação.

 Sensor - É o instrumento que detecta o valor da variável que deve ser controlada. A informação mensurada é enviada ao comparador do controlador. O sinal emitido, as vezes, precisa ser amplificado ou convertido (transcodificado);

 Conversor ( Transdutor ) - Tem a função de converter o sinal recebido. Podem converter sinal elétrico em pneumático; elétrico em hidráulico; analógico em digital e vice-versa. Normalmente são instalados entre o sensor e o comparador, ou entre o controlador e o elemento final de controle;

 Controlador - Sua função é gerar um sinal de controle, o qual irá posicionar o elemento final de controle, afim de manter a variável controlada dentro do valor desejado. Este sinal varia de amplitude em função do sinal de erro enviado pelo comparador. É desejado que esta ação do controlador seja feita no menor tempo possível;

 Transmissor – dispositivo que detecta uma variável de processo por meio de um elemento primário e que tem um sinal de saída cujo valor é proporcional ao valor da variável controlada.