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Profa. Ofélia de Q.F. Araújo EQ/UFRJ CONTROLE SELETIVO e OVERRIDE
Nas estratégias de controle, pode surgir a necessidade de aplicar lógica seletora de sinais. Define-se, para tal, chaves seletoras de sinais: (1) “Chave Seletora de Valor Alto” (HS), e (2) “Chave Seletora de Valor Baixo” (LS), ilustradas a seguir:
Para cada controlador, deve haver pelo menos uma variável manipulada. Contudo, em alguns processos, há uma deficiência de variáveis manipuladas em relação ao número de variáveis de saída que se deseja controlar, N (^) C ≠ NM. Nesta situação, apresentam-
se dois esquemas de controle que, utilizando controlador do tipo SISO, e chaves seletoras, gerenciam o conflito de interesses criado pela multiplicidade de sinais controlados:
- Controle OVERRIDE
- Controle SELETIVO
Controle Seletivo
Neste esquema, existe uma malha fixa de controle (um controlador e uma variável manipulada). Contudo, o sinal alimentado ao controlador (variável controlada medida) é obtido por uma seleção entre múltiplas leituras de sensores, através de uma chave seletora.
Profa. Ofélia de Q.F. Araújo EQ/UFRJ As chaves seletoras se aplicam a situações onde uma seleção é necessária, definindo um Controle Seletivo. Como exemplo, utiliza-se o controle de ponto quente em reatores exotérmicos: múltiplas medições, único controlador e único elemento final de controle, esquematizado a seguir.
Controle Override
Neste esquema, em condições normais de operação, uma variável de saída determina as mudanças na variável manipulada (SISO). As demais saídas ficam sem controle mas são monitoradas. Ocorrendo situação extrema em uma destas variáveis, esta assume o comando sobre a única variável manipulada disponível. Nestas situações, utilizam-se as chaves seletoras para a seleção de sinal de controle entre dois controladores, como no esquema a seguir ilustrado, definido como controle override. Neste, tem-se duas medições, 2 controladores e 1 elemento final de controle. Ressalta- se que, em sistemas digitais, estas “chaves” são substituídas por lógica digital.
Profa. Ofélia de Q.F. Araújo EQ/UFRJ Se y2 máximo for ultrapassado, a saída do controlador PID2 supera a do controlador PID1, tornando a entrada i2 do seletor negativa, fazendo que este passe como sinal de saída a saída do PID2 (funcionando como uma chave seletora de valor máximo)..
+- E
+- E
PID PID 1
Tempo
tempo vetor tempo
Gráf. y
2 s+ y
y TM1 vetor y
u=i1 sei2>=
Gráf. y
R
R
L
TM
++ Load
y vetor y
2s+ y
HSa
PID PID 2
No gráfico seguinte, em t=0, R1 sofreu perturbação unitária. Verifica-se que a variável manipulada rastreia o degrau do setpoint. Em t=10, há uma perturbação de carga em y2, que ultrapassa o seu valor máximo (5) obtendo do seletor a posse do seu sinal de saída. No gráfico, isto se reflete por sinal flutuante de y1 e offset em y1 para t>10. Os dois controladores estão com sintonia puramente proporcional para evitar windup do controlador que não atua na variável manipulada do processo.
Profa. Ofélia de Q.F. Araújo EQ/UFRJ
No exemplo do forno anterior, existem vários tubos sendo mais adequado acompanhar a temperatura de todos os tubos e selecionar aquela que apresentar maior valor (mais próximo do limite metalúrgico): esta deverá ser utilizada para controle no TC1, combinado, assim, um controle seletivo com um controle override.
Profa. Ofélia de Q.F. Araújo EQ/UFRJ
Se a pressão estiver acima do seu setpoint , o controlador (PC) reduzirá a admissão de N 2. Quando v1 (AC) estiver totalmente fechada, a pressão será reduzida pela abertura da válvula de purga, v2 (AO). Esta ação sobre as válvulas é obtida dividindo-se a faixa do sinal de saída do controlador. Por exemplo, o sinal pneumático representado atuará em v1de 3 a 9 psig, e em v2 de 9 a 15 psig, como apresentado no gráfico a seguir:
Saída do Controlador
3 psig 9 psig 15 psig
0
1
v v
