introdução a instrumentaÇÃo industrial

8/2/2019 Introduo a INSTRUMENTAO INDUSTRIAL

1/49

1

INSTRUMENTAO

INDUSTRIALE

CONTROLE DEPROCESSOS

LUIZ SAITO


2/49

2

INTRODUO A INSTRUMENTAO

A instrumentao a cincia da adaptao de dispositivos e

tcnicas de medio, indicao, de ajuste e controle nosequipamentos e processos de fabricao.

A instrumentao e os sistemas de controle visam a otimizao naeficincia dos processos de fabricao e a obteno de um produtode melhor qualidade a um custo mais baixo e em menor tempo.

Nas indstrias de processos tais como siderrgica, petroqumica,alimentcia, papel, etc.; a instrumentao responsvel pelorendimento mximo de um processo, fazendo com que toda energiacedida, seja transformada em trabalho na elaborao do produtodesejado. As principais grandezas que traduzem transferncias de

energia no processo so: PRESSO, NVEL, VAZO,TEMPERATURA; as quais denominamos de variveis de umProcesso.


3/49

3


CLASSIFICAO DE INSTRUMENTOS DE MEDIO Existem vrios mtodos de classificao de instrumentos de

medio. Dentre os quais podemos ter: Classificao por: funo, sinal transmitido ou suprimento e tipo de sinal

Classificao por Funo Conforme ser visto posteriormente, os instrumentos podem estar

interligados entre si para realizar uma determinada tarefa nosprocessos industriais. A associao desses instrumentos chama-semalha e em uma malha cada instrumento executa uma funo.

Os instrumentos que podem compor uma malha so entoclassificados por funo cuja descrio sucinta pode ser lida natabela .


4/49

4



5/49

5


Classificao por Sinal de Transmisso ou Suprimento Os equipamentos podem ser agrupados conforme o tipo de sinal

transmitido ou o seu suprimento. A seguir temos os principais tipos:

-Tipo Pneumtico

-Tipo Hidrulico -Tipo Eltrico

-Tipo Digital

Classificao por tipo de sinal

-Via Rdio-Via Modem


6/49


7/49

7


Tipo Hidrulico

- Vantagens a) Podem gerar grandes foras e assim acionar equipamentos de

grande peso e dimenso.

b) Resposta rpida. - Desvantagens a) Necessita de tubulaes de leo para transmisso e suprimento. b) Necessita de inspeo peridica do nvel de leo bem como sua

troca. c) Necessita de equipamentos auxiliares, tais como reservatrio,

filtros, bombas, etc...


8/49

8

INTRODUO A INSTRUMENTAO Tipo Eltrico - Vantagens

a) Permite transmisso para longas distncias sem perdas. b) A alimentao pode ser feita pelos prprios fios que conduzem o sinal de

transmisso.

c) Necessita de poucos equipamentos auxiliares. d) Permite fcil conexo aos computadores.

e) Fcil instalao.

f) Permite de forma mais fcil realizao de operaes matemticas.

g) Permite que o mesmo sinal (4~20mA)seja lido por mais de um instrumento,

ligando em srie os instrumentos.

Desvantagens a) Necessita de tcnico especializado para sua instalao e manuteno.

b) Exige utilizao de instrumentos e cuidados especiais em instalaes localizadasem reas de riscos. c) Exige cuidados especiais na escolha do encaminhamento de cabos ou fios de

sinais.

d) Os cabos de sinal devem ser protegidos contra rudos eltricos.


9/49

9

INTRODUO A INSTRUMENTAO Tipo Digital

- Vantagens a) No necessita ligao ponto a ponto por instrumento. b) Pode utilizar um par tranado ou fibra ptica para transmisso

dos dados. c) Imune a rudos externos. d) Permite configurao, diagnsticos de falha e ajuste em qualquer

ponto da malha. e) Menor custo final. - Desvantagens a) Existncia de vrios protocolos no mercado, o que dificulta a

comunicao entre equipamentos de marcas diferentes. b) Caso ocorra rompimento no cabo de comunicao pode-se

perder a informao e/ou controle de vrias malha.


10/49

10


Via Rdio

- Vantagens a) No necessita de cabos de sinal. b) Pode-se enviar sinais de medio e controle de mquinas em

movimento. - Desvantagens a) Alto custo inicial. b) Necessidade de tcnicos altamente especializados.


11/49

11


Via Modem

-Vantagens a) Baixo custo de instalao. b) Pode-se transmitir dados a longas distncias. - Desvantagens a) Necessita de profissionais especializados. b) baixa velocidade na transmisso de dados. c) sujeito a interferncias externas, inclusive violao de

informaes.


12/49

12

INTRODUO A INSTRUMENTAO SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTAO

Com objetivo de simplificar e globalizar o entendimento dosdocumentos utilizados para representar as configuraes utilizadaspara representar as configuraes das malhas de instrumentao,normas foram criadas em diversos pases. No Brasil AssociaoBrasileira de Normas Tcnicas (ABNT) atravs de sua norma NBR

8190 apresenta e sugere o uso de smbolos grficos pararepresentao dos diversos instrumentos e suas funes ocupadasnas malhas de instrumentao. No entanto, como dada aliberdade para cada empresa estabelecer/escolher a norma a serseguida na elaborao dos seus diversos documentos de projeto deinstrumentao outras so utilizadas. Assim, devido a sua maiorabrangncia e atualizao, uma das normas mais utilizadas emprojetos industriais no Brasil a estabelecida pela ISA (InstrumentSociety ofAmerica).


13/49

13

INTRODUO A INSTRUMENTAO SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTAO

Simbologia Conforme Norma ABNT (NBR-8190) Tipos de Conexes


14/49

14


Cdigo de Identificao de Instrumentos

Cada instrumento deve se identificar com um sistema de letras queo classifique funcionalmente Como exemplo, uma identificao representativa a seguinte:


15/49

15



16/49

16

INTRODUO A INSTRUMENTAO Simbologia de Identificao de Instrumentos de Campo e Painel


17/49

17

INTRODUO A INSTRUMENTAO Simbologia de Identificao de Instrumentos de Vazo

Simbologia de Vlvulas de controle


18/49

18


Exemplos de montagens tpicas de Instrumentos / vazo


19/49

19

INTRODUO A INSTRUMENTAO Exemplos de montagens tpicas de Instrumentos / vazo


20/49

20


Exemplos de montagens tpicas de Instrumentos / Presso


21/49

21

INTRODUO A INSTRUMENTAO Exemplos de montagens tpicas de Instrumentos / Presso


22/49

22


Exemplos de montagens tpicas de Instrumentos / Temperatura


23/49

23


Exemplos de montagens tpicas de Instrumentos / Temperatura


24/49

24


Exemplos de montagens tpicas de Instrumentos / Nvel


25/49

25


Exemplos de montagens tpicas de Instrumentos / Nvel


26/49

26

INTRODUO A INSTRUMENTAO Simbologia Conforme Norma ISA


27/49

27

INTRODUO A INSTRUMENTAO Identificao

ConformeNorma ISA


28/49

28

INTRODUO A INSTRUMENTAO Smbolos Gerais

de Instrumentosou de Funesconforme normaISA


29/49

29

TRANSDUTORES - SENSORES

o primeiro passo da regulao.Esta funo feita por elemento sensvel ,elemento primrio ou elemento de medio, o que

corresponderia ao tato humano.Este elemento sensvel esta em contato diretocom o processo e transforma a varivel em umsinal mais fcil de transmitir ou manejar.Os elementos usados para esta finalidade so

chamados de transdutores.

TOMADA DE IMPULSO


30/49


31/49

SENSORES INDUTIVOS So equipamentos eletrnicos capazes de

detectar a aproximao de peas metlicas

31


32/49

SENSORES INDUTIVOS FUNCIONAMENTO

Com a aproximao de peas metlicas, ocorre

uma variao na tenso gerada por umoscilador;

Um comparador monitora esta tenso e envia

um sinal para o transistor caso ocorra variao.

32


33/49

SENSORES INDUTIVOS ASPECTO

33


34/49

SENSORES INDUTIVOS SIMBOLOGIA

34

Simbologia


35/49

SENSORES CAPACITIVOS

Detecta a presena de qualquer tipo de material,at mesmo lquidos dentro de uma garrafa.

Princpio de funcionamento: Variao do

campo eltrico gerado por um capacitor.

35


36/49

SENSORES CAPACITIVOS FUNCIONAMENTO

36

D

AkC .

Onde:

C = CapacitnciaK = Constante dieltricaA = rea das placasD = Distncia entre as placas

O valor da capacitncia varia de acordo com a distncia entre as placas


37/49

SENSORES CAPACITIVOSASPECTO E SIMBOLOGIA

37

Simbologia


38/49

SENSORES OPTICOS

Manipulam a luz de forma a detectar a

presena de objetos

38


39/49

SENSORES OPTICOS APLICAES

39


40/49

SENSORES OPTICOS SIMBOLOGIA

40

Simbologia


41/49

SENSORES MAGNTICOS

41

SimbologiaAspecto construtivo


42/49

SENSORES MECNICOSCHAVES FIM DE CURSO

42


43/49

SENSORES MECNICOS

43


44/49

44

SENSORES PROCESSO CONTNUO

-Temperatura

-Presso

- Nvel

- Vazo


45/49

45

ESCOLHA DO SENSOR

Porm, por melhor que seja o projeto matemtico ou a

implementao eletrnica, o controle final no pode sermelhor que a percepo da varivel do processo. muito importante entender os princpios fsicos que

permitem o sensor converter a varivel do processo em

uma grandeza eltrica ou mecnica. fundamental estabelecer a exatido, preciso,

resoluo, linearidade, repetibilidade e tempo deresposta do sensor para as necessidades do sistema.

Um sensor especificado com preciso insuficiente podecomprometer o desempenho de todo o sistema.


46/49


47/49

47

MEDIDORES FUNES E CARACTERISTICAS

a) Indicaob) Registro

c) Transmissod) Sinalizao


48/49

48

CARACTERSTICAS ESTTICAS

a) Erro esttico a diferena entre o valor indicado e ovalor verdadeiro.

b) Preciso o maior valor do erro esttico ao longo dafaixa de medio.

c) Reprodutibilidade a mxima diferena entre diversas

medidas de um mesmo valor da varivel.d) Zona Morta a maior variao que a varivel sofre sem

que o instrumento responda

So aquelas que no variam com o tempo

CARACTERSTICAS DINMICAS


49/49

CARACTERSTICAS DINMICAS

As caractersticas dinmicas de um instrumento referem-se

ao seu comportamento quando a varivel esta variando.Dado que a transferncia de energia do meio para omedidor sempre leva um certo tempo, o valor medidoestar geralmente atrasado em relao ao valor real. Adiferena entre o valor medido e o valor real quando a

varivel varia, e chamada de Erro Dinmico.Note-se que:

- Quando a varivel no varia, temos somente o erroesttico.

- Quando a varivel varia, temos ambos: erro dinmico eesttico.

introdução a instrumentaÇÃo industrial

Documents