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Automação e Controle
Senai Cimatec Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia Curso Técnico em Mecatrônica
Cristiano Dal’ Pai
• SOISSON. Instrumentação Industrial.
Hemus.
• FIALHO. Instrumentação Industrial –
Conceitos, Aplicações e Análises. Erica.
• SIGHIERI. Controle Automático de
Processos Industriais: Instrumentação.
Blucher
Bibliografia
- Objetivos: Desenvolver no aluno os princípios de medição de variáveis de processo, como também desenvolver os princípios de sintonia de malha de controle.
- Competência/Habilidades: Conhecer e operar instrumentos de medição e analisadores, sensores e atuadores; Ajustar parâmetros de instrumentos; Elaborar, interpretar e corrigir documentos de sistemas de automação; Estabelecer e implantar estratégica de controle para sistemas contínuos; Estabelecer parâmetros de controle de malhas.
Descritivo Geral
- Conteúdos Formativos/Bases Tecnológicas: Introdução a Sistemas industriais, processos, instrumentação e controle; Classificação, características e princípios de funcionamento de sensores e atuadores. Sistemas de aquisição de dados.
- Estratégias Metodológicas: Aulas expositivas; Aulas simuladas;
Descritivo Geral
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Automação e Controle
Automação: Conjunto de dispositivos mecânicos, eletrônicos e de sistemas de computação com o objetivo de tornar automática uma ação. Controle: Manter a variável em um valor desejado; Eliminar desvio em relação ao valor desejado;
Por que automatizar ou controlar?
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Automação e Controle
Nível de Dispositivo
Nível de Supervisão
Nível de Controle de Processo
Nível de Otimização
Nível de Gestão
PIRÂMIDE DE AUTOMAÇÃO
NÍVEL 4 - LOGÍSTICA Nível responsável pela programação e planejamento da produção realizando o controle e a logística dos suprimentos.
Automação e Controle
NÍVEL 5 - GESTÃO Nível responsável pela administração dos recursos da empresa; Softwares para gestão de vendas e gestão financeira; Gerenciamento de todo o programação e planejamento da produção; ERP (Enterprise Resource Planning)
Tipos de instrumentos:
Sensores Transdutores Transmissores Indicadores Registradores Controladores Atuadores
Automação e Controle
Variáveis Contínuas x Digitais ANALÓGICOS Podem assumir qualquer valor no sinal de saída no decorrer do tempo.
DIGITAIS Podem assumir apenas dois valores no sinal de saída no decorrer do tempo.
tempo
Volts
1
2
3
4
contínuas
Digital nivel “1”
Digital nível “0”
Analógica convertida para digital ou “quantizada” (0000100)
∆T
Automação e Controle
SENSOR Dispositivos sensíveis a alguma forma de energia do ambiente, relacionando informações sobre alguma grandeza física a ser medida.
TRANSDUTOR Dispositivos que transformam uma grandeza física em um sinal de tensão ou corrente, facilmente entendido pelo sistema de controle. Ex: Alto Falante, Célula Piezoelétrica, Motores.
TRANSMISSOR Dispositivos que preparam o sinal de saída para utilização a distância. (0 – 10V, 0 - 5V, 4 – 20mA, 3 – 15 PSI).
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Exercícios
- Um transmissor envia informação de uma vazão igual a 6m^3 /h. Este transmissor transmite segundo o padrão de 4 a 20mA e tem faixa de operação calibrada de 0 a 10m^3 /h. Qual o valor de corrente enviado para o indicador?
- O valor fornecido por um transmissor pneumático lendo uma tempertura com faixa 3 – 15 PSI fornece um sinal de 12 PSI. Qual a temperatura medida, sabendo-se que a faixa calibrada é de 50 a 100ºC?
4 a 20mA 0 a 20mA 3 a 15PSI 0 a 10V 0 a 5V
20 mA
4 mA
12 mA
Máx.
Mín.
X
Principais variáveis medidas:
Pressão. Nível. Vazão. Temperatura. Posição. Velocidade.
Nível
MEDIÇÃO DIRETA: Efetuada sob a superfície do líquido geralmente com o emprego de flutuadores, ou através de visores de nível.
MEDIÇÃO INDIRETA: Neste tipo de medição são usadas propriedades físicas ao nível, como: pressão, empuxo e radiação. Unidades de medida: m,cm, ft, pol, %
Automação e Controle
RÉGUA OU
GABARITO
Nível
Automação e Controle
LG
Nível - Visores
Medição direta por bóia
Nível
Automação e Controle
Voltar
Nível - Bóias
Automação e Controle
São medidores empregados apenas para fornecer a indicações de quando o nível atinge determinados limites, como por exemplo m sistemas de alarme e segurança de nível baixo ou alto.
Medição Descontínua
Nível: ultra-som,Radar e Microondas
Indicadas para aplicações corrosivas e sujas,bem como para líquidos,lamas e sólidos a granel. Não confiáveis na presença de espuma na superfície. Sólidos a granel diminuem a precisão dos transmissores
Automação e Controle
Medição de Nível por Radar
Automação e Controle
Medição de Nível por Radar
Nível - Radiação
Automação e Controle
T
Q = V
Vazão - Conceitos
Automação e Controle
Placa Instalada na Linha
Flange Taps
Cone de Entrada
Garganta
Cone de Saída
Tubo de venturi
Automação e Controle
Tubo de venturi
Automação e Controle
Bocal de Vazão
Tubo de Pitot
Automação e Controle
Medição por turbina
Automação e Controle
•As variações de pressão, temperatura, viscosidade, densidade, condutividade e o perfil da velocidade não afetam a massa, mas sim o volume.
•Usados em líquidos, inclusive com partículas sólidas em suspensão, gases e vapor, desde que a densidade seja suficientemente elevada para operar corretamente o medidor.
•Apresentam problemas relacionados com a sensibilidade a vibração e a alta temperatura, falhas do circuito eletrônico, rupturas e entupimento do tubo.
Coriolis
Coriolis
Automação e Controle
MEDIÇÃO DE VAZÃO MÁSSICA - EF. CORIOLIS
Automação e Controle
•A massa do fluído fluindo através do tubo sensor provoca uma vibração do tubo sensor, em sua freqüência natural. Os circuitos eletrônicos medem esta força vibratória induzida.
Coriolis
Medição de densidade
R fl t fl fl
f c m m m V
= ⋅
= ⋅
1 2 π ρ
mt
fR mfl
fR = Frequência de ressonância mt = massa do tubo mfl= massa do fluido ρfl = densidade do fluido c = Constante
fR = ƒ(ρfl)
Automação e Controle Coriolis
∆ϕ∆ϕ∆ϕ∆ϕ ~ m fR ~ ρρρρ ΩΩΩΩ ~ T
Sistema de medição
Automação e Controle Coriolis
Tipos de Pressão
0
760 mm Hg
(^0) P atmosférica
Vácuo total
P relativa P absoluta
Princípios de Medição
Por equilíbrio de uma pressão
desconhecida contra uma pressão
conhecida.
Por meio de deformação de um material
elástico.
Por meio de variação de uma propriedade
física (base dos transmissores eletrônicos
de pressão).
Automação e Controle
Pressão: Equilíbrio de pressão
Colunas de líquido
Em “U” Coluna Vertical
Coluna Inclinada
Automação e Controle
Pressão: Deformação
Tubos de Bourdon
Automação e Controle
Pressão : Pressostato
Substituem os sensores elétricos de presença em locais que há risco de explosão
- Utilizam 2 princípios básicos:
- Princípio de Reflexão;
- Princípio de Barreira de ar;
Pressão : Sensores de presença
Automação e Controle
