Conceitos básicos de instrumentação parte I, Esquemas de Medição Eletrônica e Instrumentação

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Introdução

A Instrumentação pode ser definida como “ a arte e ciência da medição e controle ”. Desta forma, a Instrumentação Industrial visa aperfeiçoar o controle e o desempenho de processos industriais. Instrumento é qualquer dispositivo, ou conjunto de dispositivos, utilizado com a finalidade de se medir, indicar, registrar ou controlar as variáveis de um processo (pressão, temperatura, nível, vazão, densidade, viscosidade, etc).

Introdução

A centralização das variáveis do processo proporcionou uma evolução na indústria, possibilitando a fabricação de produtos que seriam inviáveis por meio do controle manual. Para atingir o nível de evolução atual, os sistemas de controle passaram por diversas fases tecnológicas: controle manual, controle mecânico e hidráulico, controle pneumático, controle elétrico, controle eletrônico e atualmente controle digital. Da mesma forma, os instrumentos que compõem os sistemas de controle também se aprimoraram, melhorando suas características de operação.

Profissional de Instrumentação

O profissional da área de instrumentação é uma pessoa com conhecimentos multidisciplinares em: Nesta profissão não existe rotina , sempre haverá novos equipamentos e novas tecnologias para aprender.

• Elétrica (eletricidade, eletrônica);
• Informática (redes, programação);
• Mecânica (tubulação, hidráulica, pneumática);
• Processos (física e química). O que a indústria procura é um profissional com iniciativa, pró-atividade e muita vontade de aprender e superar os desafios profissionais que surgirem.

Campos da Instrumentação

3. Fabricação: construção de componentes e instrumentos, fabricação de equipamentos onde serão instalados os instrumentos.
4. Projeto: detalhamento básico e específico da instrumentação de acordo como os processos.
5. Montagem: instalação correta dos instrumentos no local de trabalho, para que ele opere conforme o previsto.
6. Especificação: estabelecimento de características físicas, funcionais e de segurança dos instrumentos.

Campos da Instrumentação

7. Gerenciamento: coordenação e gerenciamento de projetos de instrumentação.
8. Vendas: comercialização, marketing e promoção de instrumentos.
9. Manutenção dos instrumentos: reparo do instrumento quando inoperante, calibração e ajuste do instrumento quando o desempenho metrológico o exigir.
10. Operação: monitoração do processo, acompanhamento do desempenho do instrumento e, quando necessário, atuação manual para garantir a segurança e a eficiência.

Malhas de Controle

Tomando como exemplo um trocador de calor, a temperatura do fluido aquecido na saída do trocador não exerce nenhuma influência sobre o vapor que entra no trocador de calor.

Malhas de Controle

Um sistema de controle em malha fechada é aquele onde a variável de processo (saída) é controlada através de correções na variável manipulada (entrada). O controle em malha fechada pode ser realizado por um operador humano (controle manual) ou mediante a utilização de instrumentação (controle automático). Neste tipo de sistema, a variável de processo (PV) será medida, comparada com a referência (SP) desejada e corrigida sempre que necessário através da variável manipulada (MV).

Malhas de Controle

Tomando como exemplo o trocador de calor, a medição do valor da variável de processo é feita pelo transmissor de temperatura (TT). O controlador (TIC) faz a comparação do valor medido com a referência para obtenção do valor do erro (erro = SP – PV). A correção será efetivada pela válvula de controle, com base no valor do erro recebido pelo TIC.

Malhas de Controle

MODOS DE CONTROLE ATUADOR PROCESSO MEDIDOR erro Ação de controle Variável Manipulada (MV) Variável de Processo (PV) Referência (SP)

Malha de controle fechada (Diagrama de Blocos) Variável Medida Perturbações CONTROLADOR

Aplicações da Instrumentação

Controle de Processos : uma das principais aplicações da instrumentação é sua composição nos elementos de uma malha de controle de processos, através de medidores, atuadores, controladores, dentre outros.

Aplicações da Instrumentação

Monitoração : Algumas aplicações de instrumentos de medida têm a simples função de monitoração da variável medida, ou seja, suas medidas não são utilizadas para controle.

Classificação dos Instrumentos

Instrumentos Cegos: são instrumentos que não possuem indicação visível do valor da variável medida, tais como pressostatos e termostatos (chaves de pressão e temperatura).

Classificação dos Instrumentos

Instrumentos Indicadores: são instrumentos que dispõem de indicador e escala graduada, na qual se pode ler o valor da variável medida.