pressão nivel vazao temperatura.pdf

INSTRUMENTAO

Centro de Formao Profissional Pedro Martins Guerra

Itabira

2005

Presidente da FIEMG Robson Braga de Andrade

Gestor do SENAI Petrnio Machado Zica

Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Alexandre Magno Leo dos Santos

Gerente de Educao e Tecnologia Edmar Fernando de Alcntara

Elaborao Aleandro Alves Santana

Unidade Operacional

Centro de Formao Profissional Pedro Martins Guerra

Reviso Equipe Tcnica - Centro de Formao Profissional Pedro Martins Guerra Itabira/MG 2005

Sumrio

APRESENTAO 1 - INTRODUO A INSTRUMENTAO...........................................................................5

2 - INTRODUAO AO CONTROLE DE PROCESSO.......................................................19 3 -MEDIO DE PRESSO.................................................................................................52 4 - MEDIO DE NVEL.......................................................................................................65 5 - MEDIO DE VAZO......................................................................................................78

6 MEDIO DE TEMPERATURA.......................................................................................95

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.....................................................................................111

Apresentao

Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento.

Peter Drucker

O ingresso na sociedade da informao exige mudanas profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produo, coleta, disseminao e uso da informao.

O SENAI, maior rede privada de educao profissional do pas, sabe disso, e, consciente do seu papel formativo, educa o trabalhador sob a gide do conceito da competncia: formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resoluo de problemas, com conhecimentos tcnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e conscincia da necessidade de educao continuada.

Vivemos numa sociedade da informao. O conhecimento, na sua rea tecnolgica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualizao se faz necessria. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliogrfico, da sua infovia, da conexo de suas escolas rede mundial de informaes Internet- to importante quanto zelar pela produo de material didtico.

Isto porque, nos embates dirios, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratrios do SENAI, fazem com que as informaes, contidas nos materiais didticos, tomem sentido e se concretizem em mltiplos conhecimentos.

O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didticos, aguar a sua curiosidade, responder s suas demandas de informaes e construir links entre os diversos conhecimentos, to importantes para sua formao continuada!

Gerncia de Educao e Tecnologia

Instrumentao ____________________________________________________________________

_________________________________________________________________5/5 Mantenedor Eletroeletrnico - Usina

11 IINNTTRROODDUUOO IINNSSTTRRUUMMEENNTTAAOO

INSTRUMENTAO a cincia que aplica e desenvolve tcnicas para adequao de instrumentos de medio, transmisso, indicao, registro e controle de variveis fsicas em equipamentos nos processos industriais. Nas indstrias de processos tais como siderrgica, petroqumica, alimentcia, papel, etc.; a instrumentao responsvel pelo rendimento mximo de um processo, fazendo com que toda energia cedida, seja transformada em trabalho na elaborao do produto desejado. As principais grandezas que traduzem transferncias de energia no processo so: PRESSO, NVEL, VAZO, TEMPERATURA, as quais denominamos de variveis de um processo.

1.1 CLASSIFICAO DE INSTRUMENTOS DE MEDIO

Existem vrios mtodos de classificao de instrumentos de medio das variveis de um processo. Dentre os quais podemos ter:

Classificao por:

funo sinal transmitido ou suprimento

A) Classificao por Funo

Conforme ser visto posteriormente, os instrumentos podem estar interligados entre si para realizar uma determinada tarefa nos processos industriais. A associao desses instrumentos chama-se malha e em uma malha cada instrumento executa uma funo. Os instrumentos que podem compor uma malha so, ento, classificados por funo, conforme descrito a seguir.

Instrumentao ____________________________________________________________________


Fig. 01 - Exemplo de configurao de uma malha de controle A - Classificao por funo

Detector

So dispositivos com os quais conseguimos detectar alteraes na varivel do processo. Pode ser ou no parte do transmissor.

Transmissor

Instrumento que tem a funo de converter sinais do detector em outra forma capaz de ser enviada distncia para um instrumento receptor, normalmente localizado no painel.

Indicador

Instrumento que indica o valor da quantidade medida enviada pelo detector, transmissor, etc.

Registrador

Instrumento que registra graficamente valores instantneos medidos ao longo do tempo, valores estes enviados pelo detector, transmissor, Controlador etc.

Conversor

Instrumento cuja funo a de receber uma informao na forma de um sinal, alterar esta forma e a emitir como um sinal de sada proporcional ao de entrada.

Unidade Aritmtica

Instrumento que realiza operaes nos sinais de valores de entrada de acordo com uma determinada expresso e fornece uma sada resultante da operao.

Integrador

Instrumento que indica o valor obtido pela integrao de quantidades medidas sobre o tempo.

Controlador

Instrumento que compara o valor medido com o desejado e, baseado na diferena entre eles, emite sinal de correo para a varivel manipulada a fim de que essa diferena seja igual a zero.

Elemento final de controle

Dispositivo cuja funo modificar o valor de uma varivel que leve o processo ao valor desejado.

Instrumentao ____________________________________________________________________


B) Classificao por sinal de transmisso ou suprimento

Os equipamentos podem ser agrupados conforme o tipo de sinal transmitido ou o seu suprimento. A seguir sero descritos os principais tipos, suas vantagens e desvantagens.

a) Tipo pneumtico

Nesse tipo utilizado um gs comprimido, cuja presso alterada conforme o valor que se deseja representar. Nesse caso a variao da presso do gs linearmente manipulada numa faixa especfica, padronizada internacionalmente, para representar a variao de uma grandeza desde seu limite inferior at seu limite superior. O padro de transmisso ou recepo de instrumentos pneumticos mais utilizado de 0,2 a 1,0 kgf/cm2 (aproximadamente 3 a 15psi no Sistema Ingls). Os sinais de transmisso analgica normalmente comeam em um valor acima do zero para termos uma segurana em caso de rompimento do meio de comunicao. O gs mais utilizado para transmisso o ar comprimido, sendo tambm o NITROGNIO e em casos especficos o GS NATURAL (PETROBRAS). A grande e nica vantagem em se utilizar os instrumentos pneumticos est no fato de se poder oper-los com segurana em reas onde existem riscos de exploso (centrais de gs, por exemplo).

Desvantagens a) Necessita de tubulao de ar comprimido (ou outro gs) para seu suprimento e funcionamento. b) Necessita de equipamentos auxiliares tais como compressor, filtro, desumidificador, etc ..., para fornecer aos instrumentos ar seco, e sem partculas slidas. c) Devido ao atraso que ocorre na transmisso do sinal, este no pode ser enviado longa distncia, sem uso de reforadores. Normalmente a transmisso limitada a aproximadamente 100 m. d) Vazamentos ao longo da linha de transmisso ou mesmo nos instrumentos so difceis de serem detectados. e) No permite conexo direta aos computadores.

b) Tipo Hidrulico

Similar ao tipo pneumtico e com desvantagens equivalentes, o tipo hidrulico utiliza-se da variao de presso exercida em leos hidrulicos para transmisso de sinal. especialmente utilizado em aplicaes onde torque elevado necessrio ou quando o processo envolve presses elevadas.

Vantagens a) Pode gerar grandes foras e assim acionar equipamentos de grande peso e dimenso. b) Resposta rpida.

Instrumentao ____________________________________________________________________


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...

c) Tipo eltrico

Esse tipo de transmisso feita utilizando sinais eltricos de corrente ou tenso. Em face da tecnologia disponvel no mercado em relao fabricao de instrumentos eletrnicos microprocessados, hoje, esse tipo de transmisso largamente usado em todas as indstrias, onde no ocorre risco de exploso. Assim como na transmisso pneumtica, o sinal linearmente modulado em uma faixa padronizada representando o conjunto de valores entre o limite mnimo e mximo de uma varivel de um processo qualquer. Como padro para transmisso a longas distncias so utilizados sinais em corrente contnua variando de (4 a 20 mA) e para distncias at 15 metros aproximadamente, tambm utilizam-se sinais em tenso contnua de 1 a 5V.

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. Porm, existe um limite quanto soma das resistncias internas deste instrumento, que no deve ultrapassar o valor estipulado pelo fabricante do transmissor.

Desvantagens a) Necessita de tcnico especializado para sua instalao e manuteno. b) Exige utilizao de instrumentos e cuidados especiais em instalaes localizadas em reas de risco. 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.

d) Tipo Digital

Nesse tipo, pacotes de informaes sobre a varivel medida so enviados para uma estao receptora, atravs de sinais digitais modulados e padronizados. Para que a comunicao entre o elemento transmissor receptor seja realizada com xito utilizada uma linguagem padro chamada protocolo de comunicao(ver anexo A).

Instrumentao ____________________________________________________________________


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 malhas.

e) Via Rdio

Neste tipo, o sinal ou um pacote de sinais medidos so enviados sua estao receptora via ondas de rdio em uma faixa de freqncia especfica.

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.

f) Via Modem

A transmisso dos sinais feita atravs de utilizao de linhas telefnicas pela modulao do sinal em freqncia, fase ou amplitude.

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.

1.2 SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTAO

Com objetivo de simplificar e globalizar o entendimento dos documentos utilizados para representar as configuraes utilizadas para representar as configuraes das malhas de instrumentao, normas foram criadas em diversos pases. No Brasil, Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT), atravs de sua norma NBR 8190, apresenta e sugere o uso de smbolos grficos para representao dos diversos instrumentos e suas funes ocupadas nas malhas de

Instrumentao ____________________________________________________________________


instrumentao. No entanto, como dada a liberdade para cada empresa estabelecer / escolher a norma a ser seguida na elaborao dos seus diversos documentos de projeto de instrumentao, outras so utilizadas. Assim, devido a sua maior abrangncia e atualizao, uma das normas mais utilizadas em projetos industriais no Brasil a estabelecida pela ISA (Instrument Society of America).

1.3 - Smbolos de Linha de Instrumentos Todas as linhas so apropriadas em relao s linhas do processo de tubulao: ( 1 ) alimentao do instrumento * ou conexo ao processo. ( 2 ) sinal indefinido. ( 3 ) sinal pneumtico. ** ( 4 ) sinal eltrico. ( 5 ) sinal hidrulico. ( 6 ) tubo capilar. ( 7 ) sinal snico ou eletromagntico (guiado).*** ( 8 ) sinal snico ou eletromagntico (no guiado). *** ( 9 ) conexo interna do sistema (software ou data link). ( 10 ) conexo mecnica.

Smbolos opcionais binrios (ON - OFF) ( 11 ) sinal binrio pneumtico ( 12 ) sinal binrio eltrico Nota: OU significa escolha do usurio. Recomenda-se coerncia.

* Sugerimos as seguintes abreviaturas para denotar os tipos de alimentao. Essas designaes podem ser tambm aplicadas para suprimento de fluidos. AS - suprimento de ar IA - ar do instrumento PA - ar da planta ES - alimentao eltrica GS - alimentao de gs HS - suprimento hidrulico NS - suprimento de nitrognio SS - suprimento de vapor WS - suprimento de gua O valor do suprimento pode ser adicionado linha de suprimento do instrumento; exemplo:

AS-100, suprimento de ar 100-psi; ES-24DC; alimentao eltrica de 24VDC. ** O smbolo do sinal pneumtico se aplica para utilizao de sinal, usando qualquer gs.

*** Fenmeno eletromagntico inclui calor, ondas de rdio, radiao nuclear e luz. opes OU OU

Instrumentao ____________________________________________________________________


Instrumentao ____________________________________________________________________


Smbolos Gerais de Instrumentos ou de Funes

* O tamanho do smbolo pode variar de acordo com a necessidade do usurio e do tipo do documento. Sugerimos acima um tamanho de quadrado e crculo para diagramas grandes. Recomenda-se coerncia.

** As abreviaturas da escolha do usurio, tal como IPI (painel do instrumento n 1), IC2 (console do instrumento n 2). CC3 (console do computador n 3) etc... podem ser usados quando for necessrio especificar a localizao do instrumento ou da funo.

Instrumentao ____________________________________________________________________


*** Normalmente, os dispositivos de funes inacessveis ou que se encontram na parte traseira do painel podem ser demonstrados atravs dos mesmos smbolos porm, com linhas horizontais usando-se os pontilhados.

Exemplo:

**** No obrigado mostrar um alojamento comum. ***** O desenho (losango) apresenta metade do tamanho de um losango grande. ****** Veja ANSI/ISA padro S5.2 para smbolos lgicos especficos.

1.3 Modulao Analgica e Digital

Os dados que trafegam pelo computador so digitais, e so representados por dois valores distintos de tenso eltrica. Um valor representa o bit 1, e o outro valor representa o bit 0. Na figura 1 vemos uma seqncia de bits e a sua representao atravs de tenses eltricas apropriadas. Observe que a seqncia um sinal matemtico, tratado pelo microprocessador. O sinal digital uma seqncia eletrnica, na forma de uma tenso eltrica que varia ao longo do tempo, com o objetivo de representar a seqncia de bits. Um sinal digital nada mais que uma tenso varivel que assume dois valores tpicos para representar os bits 0 e 1.

Figura 1 - Seqncia binria e o sinal digital que a representa.

As comunicaes na instrumentao eletrnica so feitas atravs de um nico sinal eltrico(4~20mA), e por isso utilizam apenas um par de fios. No podemos, por exemplo, transferir dados por essas linhas no formato paralelo (vrios bits de uma s vez), mas sim, no formato serial (um bit de cada vez). A interface serial o meio natural para transmitir e receber dados por linhas telefnicas, j que transmitem ou recebem um bit de cada vez. Na figura 1, as tenses eltricas de +12 e -12 volts so tpicas das interfaces seriais existentes nos PCs(computadores pessoais).

Infelizmente, cabos de instrumentao no possuem caractersticas eltricas que permitam transmitir sinais digitais, mas sim, sinais analgicos. Ao contrrio dos sinais digitais, que assumem tipicamente dois valores de tenso eltrica, os sinais analgicos podem assumir infinitos valores de tenso eltrica.

Instrumentao ____________________________________________________________________


A figura 2 mostra o aspecto de um sinal analgico. Observe que o valor da sua tenso eltrica varia bastante, assumindo amplitudes baixas e altas. O sinal digital, por sua vez, mantm seu valor praticamente constante durante pequenos intervalos de tempo, variando apenas em perodos de transio ainda mais curtos.

Figura 2 - Aspecto de um sinal analgico.

Se tentarmos ligar em um cabo de instrumentao, o sinal digital proveniente de uma interface serial, ocorrer uma grande distoro. At alguns metros, este sinal pode trafegar sem grandes distores, mas com distncias maiores, o sinal fica cada vez mais degradado. A figura 3 mostra este tipo de degradao.

Figura 3 - Sinal digital original e distorcido em um cabo comum.

A soluo para transmitir um sinal digital por um cabo simples, sem apresentar distores, usando um processo conhecido como modulao e demodulao. Na modulao, o sinal digital transformado em analgico, e assim pode trafegar em um cabo simples sem apresentar distores. Ao ser recebido no seu destino, o sinal demodulado, voltando a assumir a forma digital. Existem vrios mtodos de modulao. A figura 4 mostra um sistema de modulao bem simples, no qual cada bit representado por um sinal analgico senoidal com uma determinada freqncia. Observe que o bit 1 convertido em uma freqncia maior, ou seja, varia mais rpido. O bit 0 convertido em um sinal de freqncia mais baixa, ou seja, varia mais lentamente.

Instrumentao ____________________________________________________________________


Figura 4 - Modulao de um sinal digital.

1.4 Field Bus

A instalao e manuteno de sistemas de controle tradicionais implicam em altos custos principalmente quando se deseja ampliar uma aplicao onde so requeridos alm dos custos de projeto e equipamento, custos com cabeamento destes equipamentos unidade central de controle.

De forma a minimizar estes custos e aumentar a operacionalidade de uma aplicao introduziu-se o conceito de rede para interligar os vrios equipamentos de uma aplicao. A utilizao de redes em aplicaes industriais prev um significativo avano nas seguintes reas:

Custos de instalao Procedimentos de manuteno Opes de upgrades Informao de controle de qualidade

A opo pela implementao de sistemas de controle baseados em redes, requer um estudo para determinar qual o tipo de rede que possui as maiores vantagens de implementao ao usurio final, que deve buscar uma plataforma de aplicao compatvel com o maior nmero de equipamentos possveis. Redes industriais so padronizadas sobre 3 nveis de hierarquias cada qual responsvel pela conexo de diferentes tipos de equipamentos com suas prprias caractersticas de informao (ver Figura 5).

O nvel mais alto, nvel de informao da rede, destinado a um computador central que processa o escalonamento da produo da planta, permitindo operaes de monitoramento estatstico sendo implementado, geralmente, por softwares gerenciais. O padro Ethernet, operando com o protocolo TCP/IP sendo o mais comumente utilizado neste nvel.

Instrumentao ____________________________________________________________________


Figura 1.1 - Nveis de redes industriais

O nvel intermedirio, nvel de controle da rede, a rede central localizada na planta incorporando PLCs, DCSc e PCs. A informao deve trafegar neste nvel em tempo real para garantir a atualizao dos dados nos softwares que realizam a superviso da aplicao. O nvel mais baixo, nvel de controle discreto, se refere geralmente s ligaes fsicas da rede ou o nvel de I/O. Este nvel de rede conecta os equipamentos de baixo nvel entre as partes fsicas e de controle. Neste nvel, encontram-se os sensores discretos, contatores e blocos de I/O. As redes de equipamentos so classificadas pelo tipo de equipamento conectado a elas e o tipo de dados que trafega pela rede. Os dados podem ser bits, bytes ou blocos. As redes com dados em formato de bits transmitem sinais discretos contendo simples condies ON/OFF. As redes com dados no formato de byte podem conter pacotes de informaes discretas e/ou analgicas e as redes com dados em formato de bloco so capazes de transmitir pacotes de informao de tamanhos variveis. Assim, classificam-se as redes quanto ao tipo de rede de equipamento e os dados que ela transporta como (ver Figura 6):

rede sensorbus - dados no formato de bits rede devicebus - dados no formato de bytes rede fieldbus - dados no formato de pacotes de mensagens

Instrumentao ____________________________________________________________________


Figura 6 - Classificao das redes

A rede sensorbus conecta equipamentos simples e pequenos diretamente rede. Os equipamentos deste tipo de rede necessitam de comunicao rpida em nveis discretos e so tipicamente sensores e atuadores de baixo custo. Estas redes no almejam cobrir grandes distncias, sua principal preocupao manter os custos de conexo to baixos quanto for possvel. Exemplos tpicos de rede sensorbus incluem Seriplex, ASI e INTERBUS Loop.

A rede devicebus preenche o espao entre redes sensorbus e fieldbus e pode cobrir distncias de at 500 m. Os equipamentos conectados a esta rede tero mais pontos discretos, alguns dados analgicos ou uma mistura de ambos. Alm disso, algumas destas redes permitem a transferncia de blocos em uma menor prioridade comparado aos dados no formato de bytes. Esta rede tem os mesmos requisitos de transferncia rpida de dados da rede de sensorbus, mas consegue gerenciar mais equipamentos e dados. Alguns exemplos de redes deste tipo so DeviceNet, Smart Distributed System (SDS), Profibus DP, LONWorks e INTERBUS-S.

A rede fieldbus interliga os equipamentos de I/O mais inteligentes e pode cobrir distncias maiores. Os equipamentos acoplados rede possuem inteligncia para desempenhar funes especficas de controle tais como loops PID, controle de fluxo de informaes e processos. Os tempos de transferncia podem ser longos, mas a rede deve ser capaz de comunicar-se por vrios tipos de dados (discreto, analgico, parmetros, programas e informaes do usurio). Exemplo de redes fieldbus incluem IEC/ISA SP50, Fieldbus Foundation, Profibus PA e HART.

Os tipos de equipamentos que cada uma destas classes agrupam podem ser vistos na Figura 7.

Instrumentao ____________________________________________________________________


Figura 7

1.3. Definies

FIELDBUS um sistema de comunicao digital bidirecional (Figura 8) que permite a interligao em rede de mltiplos instrumentos diretamente no campo realizando funes de controle e monitorao de processo e estaes de operao (IHM) atravs de softwares supervisrios.

Figura 8 - Comunicao digital bidirecional

Instrumentao ____________________________________________________________________


22.. IInnttrroodduuoo aaoo CCoonnttrroollee ddee PPrroocceessssooss

AO DIRETA

Ao de um dispositivo qualquer cuja resposta varia em proporo direta com o sinal de entrada (o sinal de sada cresce com sinal de entrada crescente). Nas vlvulas de controle, a ao direta corresponde construo "fecha para baixo" o movimento descendente da haste move o obturador da posio aberta para a posio fechada.

AO REVERSA

Ao de um dispositivo qualquer cuja resposta varia em proporo inversa ao sinal de entrada (o sinal de sada decresce com sinal de entrada crescente). Nas vlvulas de controle, a ao reversa corresponde construo "abre para baixo" o movimento descendente da haste move o obturador da posio fechada para a posio aberta.

AO REVERSVEL

Construo tpica que permite a um dispositivo qualquer operar com ao direta ou reversa conforme a aplicao particular desejada. Nas vlvulas de controle, a ao reversvel obtida invertendo a posio do corpo, no caso das vlvulas globo, as vlvulas de tipo rotativo so essencialmente reversveis, bastando inverter a posio da articulao do atuador. No caso dos atuadores a construo reversvel obtida alterando a aplicao da presso de atuao, da tampa superior para a tampa inferior do diafragma.

ALCANCE DE FAIXA (RANGEABILITY)

Relao entre os valores mximo e mnimo em que a resposta de um dispositivo qualquer acompanha a sua curva ideal, obedecendo a um desvio mximo pr-definido. Nas vlvulas de controle, a relao entre os valores mximo e mnimo cm que a vazo real da vlvula acompanha a caracterstica de vazo inerente, dentro do desvio mximo tolervel (alcance de faixa inerente). Uma vlvula que capaz de manter controle satisfatrio quando a vazo aumenta de 100 vezes em relao ao valor da vazo controlvel mnima tem um alcance de faixa inerente de 100: I. O alcance de faixa pode tambm, ser definido como a relao entre os coeficientes mximo e mnimo de vazo controlvel.

AMPLITUDE DE FAIXA (SPAN)

Diferena algbrica entre os valores superior e inferior da faixa de operao de um dispositivo qualquer (por exemplo: a faixa 0,2 a 1,0 Kgflcm2 tem amplitude de 0,8 kgf7cm2, a faixa J a 15 psig tem amplitude de 12 psig, a faixa - 50 a + 100 +- C tem amplitude de 150+-C).

Instrumentao ____________________________________________________________________


ATRASO DE RESPOSTA (LAG)

Retardo entre a ocorrncia de uma mudana do sinal de entrada e a variao correspondente do sinal de sada, para um dispositivo qualquer.

ATUADOR DIRETO

Atuador de ao direta: a. presso de atuao move a haste para baixo com sinal crescente.

ATUADOR REVERSO

Atuador de ao reversa: a presso de atuao move a haste para cima com sinal crescente.

A TUADOR REVERSVEL

Atuador capaz de operar com ao direta ou reversa conforme a aplicao particular desejada, alterando apenas o ponto de aplicao da presso de atuao.

CONTROLADOR

Dispositivo que opera de modo automtico, executando uma ao de comando, de forma a regular uma varivel controlada.

CONTROLE AUTOMTICO

Sistema de controle que opera sem interveno humana.

CONTROLE DE PROCESSO

Operao que permitem manter dentro dos valores desejados as condies e as variveis do processo.

CONTROLE BIESTVEL (CONTROLE "ON-OFF")

Sistema de controle automtico que opera entre duas condies de equilbrio estvel (o elemento de controle assume duas posies apenas: ligado ou desligado, aberto ou fechado).

DERIVAO ("BYPASS, DESVIO")

Ligao paralela que permite uma passagem lateral do fluxo ou do sinal considerado, (contorno da vlvula a ligao paralela que permite desviar o fluxo, isolando a vlvula de controle. Contorno do posicionador a ligao paralela que permite aplicar o sinal de controle diretamente ao atuador da vlvula, isolando o posicionador). Tambm, chamado de desvio ou derivao.

Instrumentao ____________________________________________________________________


DISTRBIO

Variaes que provocam desequilbrio (SP=PV) no processo.

DIAGRAMA EM BLOCOS

Esquema representativo das funes de transferncia de um sistema.

ELEMENTO FINAL DE CONTROLE

Dispositivo que recebe o sinal final de controle e age proporcionalmente sobre a varivel manipulada.

ELEMENTO PRIMRIO DE CONTROLE (TRANSDUTOR DE MEDIO)

Parte do sistema de medio que utiliza a energia do meio controlado produzindo uma condio que representa o valor da varivel controlada (geralmente presso, fora ou movimento, resistncia, tenso etc).

ERRO DE CONTROLE (Ofl'F-SET)

Afastamento entre o valor real e o valor desejado da varivel controlada, na condio de estado de equilbrio.

GANHO

Relao numrica entre o incremento do sinal de sada de um dispositivo qualquer e a variao correspondente do sinal de entrada (fornece a medida da sensibilidade do dispositivo em relao ao sinal de entrada considerada).

GANHO EM MALHA ABERTA

Ganho de um sistema de controle em malha aberta, expresso pelo ganho conjugado de todos os elementos do sistema (o ganho de malha aberta determinado pelo produto dos ganhos individuais e de cada elemento que compem a malha de controle).

GANHO EM MALHA FECHADA

Ganho de um sistema de controle em malha fechada, expresso como a relao entre a variao de sinal de sada e a variao correspondente do sinal de entrada, em uma freqncia determinada.

Instrumentao ____________________________________________________________________


INSTRUMENTAO

um segmento da engenharia que projeta, constri, instala, opera e mantm instrumentos.

NORMALMENTE ABERTA

Construo na qual a vlvula abre quando a presso de atuao reduzida presso atmosfrica.

NORMALMENTE FECHADA

Construo na qual a vlvula fecha quando a presso de atuao reduzida presso atmosfrica.

POSICIONADOR

Acessrio das vlvulas de controle que transmite a presso de carga ao atuador, permitindo posicionar a haste da vlvula no valor exato determinado pelo sinal de controle.

PRECISO

Grau de conformidade entre o valor numrico atribudo a uma grandeza qualquer e o valor real dessa mesma grandeza, expressa em termos do limite de erro permissvel.

PRESSO DE CARGA

Presso empregada para posicionar um atuador automtico ( a presso que efetivamente trabalha no diafragma ou pisto do atuador), podendo ser igual presso do instrumento no caso em que o posicionador no utilizado.

PRESSO DO INSTRUMENT'O

Presso de sada do instrumento controlado que utilizada para comandar uma vlvula de controle.

PRESSO DE SUPRIMENT'O

Valor de presso disponvel para alimentao de um dispositivo qualquer. Para as vlvulas de controle. os valores normais requeridos para a presso de suprimento do posicionador so 1.3 kgf/cm2 para a faixa de 0.2 a 1.0 kgflcm2 e 2.3 kgf/em2 para a faixa de 0,4 a 2.0 kgf/cm2 (20 psig para a faixa de 3 a 15 psig e 35 psig para a faixa de 6 a 30 psig).

PROCESSO

uma operao onde varia pelo menos uma caracterstica fsica ou qumica de determinado material.

Instrumentao ____________________________________________________________________


REALIMENTAO (FEED BACK)

Ramo reativo de uma fechada de controle que fornece ao controlador a informao necessria para gerar a ao corretiva desejada.

SINAL (SIGNAL)

Varivel fsica cujos parmetros fornecem informaes a respeito de uma segunda varivel, (o sinal fornece a representao quantitativa da segunda varivel).

SINAL DE CONTROLE

Sinal fornecido pelo controlador que age sobre a varivel manipulada de um sistema de controle diretamente ou atravs de dispositivos ou auxiliares de controle.

SINAL DE ENTRADA

Sinal aplicado a um dispositivo ou sistema qualquer capaz de fazer variar o seu estado de equilbrio.

SINAL DE ERRO

Sinal resultante da comparao entre os sinais representativos do valor desejado e do valor medido da varivel controlada.

SINAL DE MEDIDA

Sinal fornecido pelo elemento sensor, diretamente ou atravs de transdutor ou transmissor apropriado, que mede o valor de uma varivel de processo.

SINAL DE REALIMENTAO (FEEDBACK SIGNAL)

Sinal de retomo que compe o ramo reativo de um sistema de controle em malha fechada, fornecido pela medio da varivel controlada aplicada na entrada do sistema.

SINAL DE SADA

Sinal fornecido por um dispositivo ou sistema qualquer, em resposta a um determinado sinal de entrada.

SISTEMA DE CONTROLE AUTOMTICO

Conjunto de dispositivos que compem um sistema de controle capaz de operar sem a interveno do homem.

Instrumentao ____________________________________________________________________


TRANSMISSOR

Instrumento que transmite o valor de uma varivel do processo medida por um elemento primrio, tendo o mesmo um sinal de sada, cujo valor varia em funo da varivel do processo.

VALOR DESEJADO (SET POINT)

Varivel de entrada no controlador que estabelece o valor desejado da varivel controlada (o valor desejado e a varivel controlada devem ser expressos nas mesmas unidades).

VLVULA DE AO DIRETA

Construo tpica de vlvula globo, na qual o obturador fica situado entre o atuador e o anel da seda: o movimento descendente da haste aproxima o obturador da sede, fechando a vlvula (vlvulas deste tipo so tambm chamadas de "ao direta"). O termo pode tambm ser aplicado s vlvulas de tipo rotativo, quando do movimento descendente do atuador move a esfera ou o disco no sentido da posio fechada.

VLVULA DE AO REVERSA

Construo tpica das vlvulas globo na qual o anel da sede fica situado entre o atuador e ao obturador: o movimento descendente da haste afasta o obturador da sede abrindo a vlvula, (vlvulas deste tipo so tambm chamadas de "ao reversa"). O termo pode tambm, ser aplicado s vlvulas de tipo rotativo quando o movimento descendente do atuador move a esfera ou o disco no sentido da posio aberta.

VLVULA DE CONTROLE

Elemento final de controle destinado a regular a vazo do fludo que a percorre, modificando rea de passagem interna, em correspondncia ao valor do sinal de comando recebido de um controlador.

VARIVEL CONTROLADA

Varivel cujo valor se deseja manter regulado numa forma ou valor determinado.

V ARIVEL MANIPULADA

Varivel sobre a qual se age em um sistema de controle, para corrigir as variaes da varivel controlada.

VARIVEL DE PROCESSO

Qualquer grandeza fsica (vazo, tempo, etc) ou condio de um processo que passvel de variao.

Instrumentao ____________________________________________________________________


VELOCIDADE DE RESPOSTA

Velocidade com que o sinal de sada de um dispositivo qualquer varia em resposta variao do sinal de entrada correspondente (para vlvulas de controle, a velocidade de resposta tambm chamada de velocidade de curso ("stroking speed") designando a velocidade com que o atuador executa seu curso total).

VENA CONTRACTA (VEIA CONTRADA)

Posio onde a rea de seo reta do veio escoante tem valor mnimo (contrao mxima), correspondendo ao valor mximo de velocidade de escoamento e ao valor mnimo da presso esttica do fludo (para as vlvulas de controle a seo de vena contracta ocorre imediatamente a jusante da restrio de passagem).

ZONA MORTA (DEAD BAND)

Faixa em que um sinal de entrada pode variar sem provocar variao sensvel do sinal de sada (para as vlvulas de controle zona morta a quantidade que a presso de atuao pode variar sem provocar movimento de haste). Usualmente a zona morta expressa em porcentagem d amplitude de faixa do sinal de entrada.

CONCEITUAO DE CONTROLE DE PROCESSOS

difcil uma definio exata e correta para Controle de Processos. Citamos entre vrias definies algumas.

. Manter as variveis de um processo industrial em valores considerados eficientes. . Estabelecer condies estveis em um processo que renda o maior lucro possvel e prevenir condies instveis que poderia colocar em risco pessoas e equipamentos do processo.

Controle de processos engloba todas estas definies e mais alguns milhares que se encontram por a. Seria perda de tempo procurar uma definio curta e correta para controle.

SISTEMA DE CONTROLE

Um sistema de controle formado por uma srie de instrumentos e mecanismos de controle que recebem e fornecem informaes por meio de sinais eltricos ou pneumticos, interligados sobre a forma de malha de controle, de modo a produzir resultados teis com o mnimo de superviso humana.

Os sistemas de controle podem ser classificados em: abertos ou fechados. Denomina-se de sistema de controle aberto, aquele no qual a sada do processo exerce nenhum efeito sobre a entrada do processo, enquanto que, um sistema de controle fechado, (sistema de controle por realimentao), aquele no qual a

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energia de entrada no sistema de alguma forma urna funo da prpria sada. Sistemas de controle abertos no so geralmente utilizados no controle de processo industrial, e apenas consideraremos os sistemas de controle fechados.

Em um sistema de controle fechado, a sada do processo (varivel controlada) medida (elemento primrio) e comparada (controlado r) com o valor desejado (set point), gerando um erro que utilizado pelo controlador para corrigir uma das entradas (ou sada) do processo (varivel manipulada) atravs de um elemento final de controle (vlvula) a fim de compensar os efeitos das perturbaes. Figura 1.

Acima temos um exemplo de um sistema de controle fechado, representado por diagrama de blocos. Esta filosofia de controle denominada de Controle com Realimentao Negativa. Observe que usada a prpria varivel controlada para gerar o erro que permitir as aes de controle eliminarem os efeitos das perturbaes.

PARTES DE UM SISTEMA DE CONTROLE

Qualquer sistema de controle apresenta basicamente as seguintes parte.s e elementos: 1. Processo 2. Elemento primrio 3.Transmissor -instrumento utilizado para transmitir um sinal do elemento primrio para outros (ex: .controlador, registrador). 4.Controlador . 5. Elemento final de controle.

Obs: Entre os diversos tipos de elementos finais de controle, a vlvula sem dvida a mais utilizada.

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INTRODUO AO CONTROLE DE PROCESSOS.

Para ilustrar o assunto, utilizaremos como exemplo um trocador de calor mostrado na figura 2.

No caso do trocador de calor, o termo "processo" significa a operao de adio de energia calorfica ao fludo frio (fluido a ser aquecido).

No exemplo ilustrado, bem como nos outros casos de controle de processos, a funo fundamental do sistema de controle manipular a relao entrada/sada de energia ou material, de maneira que as variveis do processo sejam mantidas dentro dos limites estabelecidos, ou sejam o sistema de controle regula a 'varivel controlada" (temperatura do fluido aquecido), fazendo correes em outra varivel do processo (vazo de vapor) que chamada de varivel manipulada".

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A figura 3 mostra o processo tpico sob controle manual.

Basicamente, num processo em controle manual o operador ter como funo medir a temperatura do fludo aquecido (varivel controlada) e corrigir a vazo do vapor (varivel manipulada), de forma a manter a temperatura da varivel controlada no valor desejado (set point). Ou seja, o operador ir medir a temperatura do fluido aquecido atravs do tato. Este sinal ser comparado mentalmente com a temperatura desejada (set point) e com base na diferena entre estes dois valores (erro) o operador far a computao, (aes de controle) e, (em seguida) atuar na vlvula de vapor fazendo a correo.

Caso o processo tpico seja controlado por controle automtico, as aes executadas pelo sistema de controle sero as mesmas que as executadas pelo operador quando em controle manual (medir, comparar, computar e corrigir).

Na figura 4 a medio ser feita pelo elemento primrio de temperatura (TE), a gerao do erro, valor do erro = valor do ponto de ajuste (set point) - valor medido da varivel controlada (PV) e aes de controle sero executadas pelo controlador de temperatura (TIC) enquanto a correo ser efetivada pela vlvula de controle (CV), com base no sinal recebido do TIC.

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Figura 4

FUNCIONAMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE FECHADO

O processo mostrado pela figura 4 o aquecimento de um determinado fludo atravs do processo de troca de calor que ele efetua com o vapor de gua. Suponha que o fludo processado entra a vazo constante no trocador de calor a uma temperatura TE. Deseja-se manter (ou controlar) a temperatura desse fludo aps o trocador de calor, no valor Tr. Se o valor da temperatura medida Tm pelo elemento primrio for diferente do valor desejado Tr, o controlador sentir a diferena ou desvio (E = Tr - Tm) e mudar a entrada de calor no trocador por meio de um sinal enviado a vlvula de controle, de tal forma que esta assuma uma nova posio aumentando ou diminuindo a vazo de entrada de vapor no trocador.

Aps a ao corretiva, voltando a temperatura Tm igualar-se Tr, o sistema volta ao seu estado de equilbrio. O sinal que o. controlador manda para a vlvula muito importante do ponto de vista das aes de controle.

No exemplo da figura 4, para corrigir um aumento de temperatura Tm de tal forma que Tm > Tr, a vlvula de controle poderia, por exemplo, fechar completamente logo que o valor de Tm passasse acima do valor desejado Tr, ou poderia fechar a vlvula lentamente, a uma velocidade constante ou ainda fechar 1 % do curso total da vlvula para cada grau de desvio, etc.

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A seleo da ao de controle geralmente ditada pelas caractersticas do processo e pela preciso que se deseja. Assim sendo, as trs aes de controle utilizadas so:

a) Proporcional b) Integral

c) Derivativa

Qualquer controlador deve assumir uma das trs aes de controle ou algumas combinaes entre elas.

Normalmente utiliza-se as aes integral e derivativa em conjunto, com o modo Proporcional formando os seguintes modos combinados:

. Proporcional + integral (PI)

. Proporcional + derivativo (PD)

. Proporcional + integral + derivativo (PID)

A seguir uma breve explanao quanto as particularidades de cada uma das aes de controle, assim como algumas combinaes entre elas.

CONTROLE PROPORCIONAL

Num controlador proporcional, a sada m (t) proporcional ao valor do erro e (t). Esta sada representada por:

m (t) = K . e (t) + P

Onde:

m (t) = sada do controlador K = ganho proporcional (% de sada I % de entrada) P = polarizao (%) (sada do controlador quando o erro e (t) for zero).

O coeficiente K chamado ganho proporcional ou sensibilidade proporcional e expresso em % / %, podendo normalmente ser ajustado na faixa de 0.2 a 30%/%. embora existam casos de faixas mais largas. A figura 5 mostra o teste de um controlador proporcional utilizando um degrau.

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Figura 5 - Teste de um controlador proporcional utilizando um degrau

Na figura 5, o sistema de controle est em malha aberta. Introduziu-se um erro de valor e no tempo t = O minuto. Nota-se que o modo proporcional varia a sada de K. E no momento em que o erro e (t) muda de O para E. A sada do controlador proporcional muda de P para P + E e se mantm constante. uma vez que o erro e (t) se fixa em E e o sistema est em malha aberta.

O modo de controle proporcional no' contm nenhum elemento dinmico, sua atuao depende do valor do erro e (t) e independe de sua velocidade ou tempo de durao, a saida do controlado r proporcional no varia quando o erro est fixo; ela s6 varia quando o erro est variando. Em alguns controladores, o ajuste proporcional dado em funo da banda proporcional em % (porcentagem). Banda proporcional (PB) definido como:

A porcentagem da faixa total da escala de medio, em torno do Set Point, atravs da qual a varivel controlada deve variar, para causar uma variao total (100%) no curso do elemento final de controle.

Ou seja, a banda proporcional em %, indica a parte porcentual da escala de medio onde o modo proporcional ser ativo. Por exemplo, se a banda proporcional 20%, significa que uma variao de +-10% no erro produzir uma variao de 100% na sada, ou seja, a vlvula se mover de totalmente aberta para totalmente fechada, quando o erro variar 20% de escala de medio.

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Assim, o controlador tem efetivamente uma sada proporcional sobre 20% da escala de medio. Veremos alguns exemplos na figura 6.

Figura 6 Banda proporcional

Matematicamente, a banda proporcional (PB), e o ganho proporcional (K), so imensamente proporcionais.

PB (%) = 100% K

Tanto o conceito de banda proporcional (PB) como o de ganho proporcional (K) so usualmente empregados. Na figura 7 o sistema de controle est em malha fechada, nela se mostra a curva de resposta de um controlador proporcional, com diversos valores de ganho proporcional (K).

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Figura 7 Resposta de um controlador proporcional

Nota-se que medida que o ganho proporcional (K) do controlador aumenta, o erro diminui e o sistema responde mais rapidamente as variaes. Assim, pode-se afirmar que o ganho proporcional (K) deve ser ajustado no maior valor que o processo permitir. medida que o ganho proporcional (K) aumentado o erro diminui, mas o sistema comea a oscilar e o tempo para estabilizao aumenta. Caso se utiliza um ganho excessivo, o processo poder se tornar instvel. (m (t) = K . e (t) + P).

Observe que na figura 7, independente do valor do ganho (K) a varivel controlada estabiliza-se sempre num valor diferente do valor desejado (set point). Esta diferena denominada erro de off-set. O erro de off-set constante impossibilita a correo pelo controlador proporcional uma vez que o mesmo s responde a variaes do erro no tempo (e (t)).

Num controlador P, o erro de off-set poder ser compensado pelo operador atravs da variao do ponto de ajuste (SP) ou da polarizao (P) o que denominado de ajuste manual.

CONTROLE LIGA - DESLIGA (ON-OFF)

O controle liga-desliga um proporcional com banda (PB) tendendo a zero, isto ; o ganho tendendo ao infinito.

Neste tipo de controle o sinal de sada do controlador assume apenas dois valores: O ou 100%. Que representada por:

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100% para e (t) > O

m (t)

0% para e (t) < O

Onde:

m (t) = sada do controlador e (t) = erro

Nota-se pela equao que a sada mudada de ligada para desligada ou vice-versa quando o sinal de erro passa pelo zero ou seja quando a varivel passa pelo ponto de ajuste. Assim o elemento final de controle que em geral uma vlvula solenide move-se rapidamente da posio totalmente aberta para a posio totalmente fechada sem posies intermedirias de abertura. Ver figura 8.

Figura 8 - Sada do controlador liga-desliga

Os controladores liga-desliga so largamente utilizados na indstria e em sistemas de segurana de diversos equipamentos uma vez que nestas aplicaes exige-se rpida atuao do sistema de controle e as correes normalmente empregadas nestas situaes se resumem em abertura ou fechamento imediatos de vlvulas solenides.

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Os controladores mais utilizados so os pressostatos, ternostatos, fluxostatos, chaves de nvel chaves limites etc. O controlador liga-desliga usado em malhas de menor preciso no controle do processo j que a varivel controlada oscila em tomo do ponto de ajuste (set point) o que causa grandes desgastes no elemento final de controle (vlvulas pneumtica e solenide reIs etc).

Para minimizar estas oscilaes, usa-se controladores com zona diferencial. Estes controladores utilizam dois ajustes para criar a zona diferencial (zona morta). Observe na figura abaixo, que a freqncia de osciliao diminui com a introduo da zona diferencial, minimizando o desgaste do elemento final de controle, porm, a amplitude de oscilao aumenta, piorando a qualidade do controle. Ver figura 9.

Figura 9 Resposta de um controlador liga-desliga com zona morta

CONTROLE PROPORCIONAL MAIS INTEGRAL

O controle proporcional seria aceitvel na maioria das aplicaes de controle se no houvesse o problema de no eliminao do erro. Embora o operador possa compensar ou eliminar o erro atravs do ajuste manual ou atravs da mudana da polarizao (b) isto se toma incmodo.

Assim a maioria dos controladores proporcionais tem um modo de controle adicional chamado integral que elimina o erro automaticamente. A sada do modo integral funo da integral do erro, ou seja, a velocidade de correo do elemento final proporcional ao erro e (t) e sua equao :

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Onde:

Ti = tempo de integral (minutos por repetio) C = constante de integrao

A ao integral normalmente utilizada em conjunto com ao proporcional (controlador PI), pois a velocidade de resposta da ao integral sozinha muito lenta e seu tempo de estabilizao muito longo. A sada de um controlador proporcional mais integral (PI) representada por:

Na figura 10, o sistema de controle est em malha aberta. Introduziu-se um erro de valor E no tempo t = O minutos. O modo proporcional varia a sada de K E, no momento em que o erro e (t) muda de zero para E, ficando constante a partir da, uma vez que o erro se mantm fixo.

Figura 10 Teste de um controlador proporcional mais integral utilizando um degrau

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A sada do modo integral no varia instantaneamente com o surgimento do erro, mas o fato de erro ser diferente de zero faz com que a sada do modo integral varie a medida que o tempo vai passando esta variao s ir cessar quando o erro voltar a zero. Como erro constante (E) a sada da componente integral ser uma rampa com inclinao K E/Ti, ou seja, ir variar de acordo com a equao (k . E / Ti) t.

V-se ento, que o modo proporcional ser mais eficaz que o modo integral na resposta a rpidas variaes no processo. Nota-se na figura 10 que a componente proporcional d uma variao instantnea de K E na sada. O tempo necessrio para que a componente integral varie a sada do mesmo valor da variao da componente proporcional chamado de tempo de integral Ti.

A ao integral ir repetir a correo da ao proporcional a cada tempo integral. A unidade de Ti normalmente dada em minutos para repetir (MPR). Em alguns controladores no ajuste do modo integral expresso em repeties por minuto (RPM). Este termo chamado de taxa de reajuste l/ Ti representa o nmero de vezes por minuto que a componente integral ir repetir a correo da componente proporcional. Matematicamente a taxa de reajuste l/ Ti e o termo de integral Ti so inversamente relacionados, ou seja:

MPR = I RPM

Tanto o conceito de taxa de reajuste como o tempo de integral so normalmente empregados.

Na figura 11 sistema de controle est em malha fechada, nela se mostra a curva de resposta de um controlador proporcional mais integral (PI) com ganho proporcional (K) constante e com diversos valores de tempo de integral (Ti). Nota-se que para o tempo de integral grande, a resposta tem uma amplitude grande e a varivel se aproxima do ponto de ajuste muito lentamente. Para tempo de integral curto o excesso de correo faz com que a varivel ultrapasse o ponto de ajuste e demore para estabilizar (oscila).

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Figura 11 Resposta de um controlador proporcional mais integral

Para todos os valores de tempo de integral (exceto Ti = infinito) o erro ser eliminado, o ajuste do valor do tempo de integral ser funo basicamente do ajuste da componente proporcional. O valor do tempo de integral a ser utilizado dever ser tal que elimine o erro no menor tempo possvel, sem afetar, significativamente, a taxa de amoI1ecimento~ onde taxa de amortecimento a relao entre e (erro) t (tempo).

CONTROLE PROPORCIONAL MAIS DERlVATIVO (PD)

O terceiro modo de controle utilizando em controladores aplicados em controle de processos industriais o derivativo.

O modo derivativo no pode ser usado sozinho. Na prtica, ele est invariavelmente acoplado ao modo proporcional, gerando o controlador (PD).

A sada do modo proporcional proporcional ao erro e (t), enquanto a sada do modo derivativo funo da derivada do erro e (t). Pode-se afirmar, ento, que a sada de um controlador com ao derivativa, proporcional inclinao da curva da varivel controlada, ou que a sada proporcional velocidade de variao da varivel controlada.

A sada de um controlador proporcional mais derivativo (PD) representada por:

m (t) = K [e (t) + Td . d e (t) + P] dt Onde: Td = tempo derivativo (minutos)

O ajuste do tempo derivativo, normalmente expresso em minutos e seus valores variam normalmente na faixa de 0,01 a 3 ou 0,1 a 30 minutos. A figura 12 mostra

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um sistema de controle em malha aberta, em modo derivativo puro com um erro em degrau e outro em rampa.

Figura 12 Resposta Derivativa

O erro em degrau causa uma considervel mudana (SPlKE) na sada, no qual imediatamente terminada com a estabilizao do erro. Ento:

m (t) = Td . d e (t) dt

Mas dt tende a zero (no instante que o erro provocado), o que implica que: d e (t) tende a infinito. Logo:

m(t)=Td. = dt

O que explica o SPIKE. Aps a estabilizao do erro d e (t) = O termina a ao derivativa. dt

Para o erro em rampa a sada derivativa proporcional a taxa de variao do erro. Ento:

e (t) = at onde a = constante

Logo:

m (t) = Td. d. (at) = atd = constante dt

Na figura 13, o sistema de controle esta em malha aberta. Introduziu-se um erro em forma de rampa com inclinao Re, no tempo. t =.0 minutos.

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Figura 13 - Resposta de um controlador proporcional mais derivativo, utilizando uma rampa

A sada do modo proporcional ser uma rampa com inclinao K. Re, ou seja, ir variar de acordo com a equao K . Re t, , enquanto o erro estiver variando em forma de rampa. O modo derivativo variar a sada de K . Td. Re no momento em que o erro comear a variar, ficando constante a partir da, uma vez que a variao do erro tem inclinao constante.

V-se na figura 14 que a sada do modo derivativo adianta a sada do modo proporcional de um tempo td, este tempo chamado derivativo. Por definio, tempo derivativo (Td) o tempo que a sada do modo proporcional leva para repetir a sada do modo derivativo.

Na figura 14, o sistema de controle est em malha fechada, nela se mostra a curva de resposta de um controlador proporcional mais derivativo (PD) com ganho proporcional (K) constante e diversos valores de tempo derivativo (Td).

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Figura 14 Resposta de um controlador proporcional mais derivativo

Nota-se que o aumento do tempo derivativo melhora a estabilidade do processo, embora se diminua a velocidade de resposta. Nota-se tambm, que a ao derivativa no influencia no valor final do erro e (t).

CONTROLE PROPORCIONAL MAIS INTEGRAL MAIS DERIVATIVO (PID)

O controlador proporcional mais integral mais derivativo combina as caractersticas de grande estabilidade do controlador proporcional mais derivativo e as de eliminao do erro do controlador proporcional mais integral, em um nico controlador. Os termos K . e (t) para o modo proporcional:

_K_ ot e (t) dt para o integral e K . Td . _d e (t)_ Ti dt

Para o modo derivativo do controlador PID so os mesmos que os termos correspondentes nos controladores PI e PD. Assim, a sada do controlador proporcional mais integral mais derivativo.

(PID), representada por:

m (t) = K e (t) + _1_ ot e (t) dt + dt + Td . _d e (t)_ ti dt

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A figura 15 mostra a combinao P + I + D. observe o grfico e analise a resposta de cada ao de controle em funo do erro.

Figura 15 - Resposta de um controlador PID em malha aberta

Na figura 16, esto colocadas as curvas de resposta tpicas dos controladores P, PI, PID.. Nota-se que com a adio da ao integral, o erro c (t) foi eliminado, enquanto que com a adio da ao derivativa a estabilidade do processo melhorou sensivelmente.

Figura 16 - Resposta comparativa dos controladores P. PI e PID

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ANLISE DE UMA MALHA DE CONTROLE

A figura 17 ilustra um processo de aquecimento que se resume na troca de calor de um fludo mo com vapor previamente aquecido (trocador de calor).

Figura 17 - Processo tpico em controle automtico

A figura 1 mostrou um sistema de controle fechado semelhante ao do trocador de calor, onde o elemento primrio um sensor de temperatura (TE), o conversor um rel conversor de FEM (TY), o controlador um controlador indicador de temperatura (TIC) e o elemento final de controle uma vlvula pneumtica com interfaciamento para o controlador atravs de um rel conversor de corrente para presso (TV).

O objetivo desta malha manter a temperatura do fludo aquecido num valor determinado. O controlador fabricado com os sinais entrada e sada padronizados nas faixas de 1 a 5 Vdc e/ou 4 a 20MAdc. O elemento primrio para medio de temperatura pode ser:

a) termopar: converte temperatura em tenso na faixa de mili-volts. Exemplo: tennopar tipo "k" . b) Termoresistor: converte temperatura em resistncia. Exemplo: Pt - 100

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O elemento primrio ser um sinal eltrico incompatvel com o do controlador. Ento necessrio um instrumento que compatibiliza os sinais. convertendo-se de mili volts ou resistncia para tenso ou corrente (i a 5 Vdc ou 4 a 20MAdc). Este instrumento o rel conversor de fora eletromotriz (FEM).

O rel conversor de corrente para presso tem como funo converter o sinal padro de sada do controlador em um sinal padro de presso (0,2 a 1,0Kgf/m2) para a vlvula pneumtica (elemento final de controlo). O controlador recebe um sinal eltrico que indica a variao real da temperatura no processo comparando-o com o set-point.

Se houver erro, o controlador aplicar as aes de controle (PID) sobre o elemento final de controle (vlvula), modificando a varivel manipulada (vapor de aquecimento) com o objetivo de eliminar o erro. Desta forma, enquanto houver erro, haver tambm aes de controle sobre a vlvula, criando assim uma realimentao negativa. Em todo o processo, para que fique bem compreendido, necessrio conhecer com preciso alguns elementos tais como:

a) varivel controlada, b) varivel manipulada, c) tipo de vlvula (NA ou NF) d) caracterstica do processo . e) modo de controle do controlador (D/R) f) Fonte de distrbios

Para o processo citado, verifica-se que:

A varivel controlada a temperatura, pois o sistema foi elaborado com o objetivo de manter a temperatura num valor pr-estabelecido (Sp). A varivel manipulada a vazo de vapor de entrada.' Se a temperatura do tanque cair, o controlador ir atuar no elemento final de controle objetivando o aumento da vazo de vapor para que a temperatura atinja novamente o set-point e se a temperatura subir acima do set-point, o processo o inverso.

O tipo de vlvula (elemento final de controle) o mecanismo que altera o valor da varivel manipulada, em resposta a um sinal de sada do controlador. Ela pode ser NA (normal aberta) ar para abrir. O tipo de vlvula usada depende da segurana intrnseca do processo.

Se no processo da figura 17, a. temperatura nunca pudesse ultrapassar a 1200 C sendo a temperatura do vapor 300C, a vlvula deveria ser do tipo NF, pois, -se por um motivo qualquer faltasse sinal para a vlvula ela iria para sua posio normal que fechada, evitando o super aquecimento do fludo. Explique o que aconteceria ao processo se a vlvula fosse NA.

Se uma vlvula Normal Aberta:

Um sinal de 0,2 Kgh/cm far com que ela fique totalmente aberta. Um sinal de 1,0 Kgf7cm, far com que ela fique totalmente fechada.

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Se a vlvula Normal Fechada:

Um sinal de 0,2 Kgf/cm far com que ela fique totalmente fechada. Um sinal de 1,0 Kgf/cm far com que ela fique totalmente aberta.

CARACTERSTICA DO PROCESSO

Para definir a caracterstica do processo basta provocar um distrbio na varivel controlada e verificar o que a varivel manipulada deve fazer para eliminar o erro provocado pelo distrbio. No exemplo da figura 17 se a temperatura da varivel controlada subir a vazo de vapor (varivel manipulada) deve diminuir. Ento o processo de caracterstica reversa.

Varivel controlada Varivel manipulada

O modo de controle do controlador deve ser reverso pois se a temperatura subir. O elemento primrio ir enviar um maior sinal para o rel conversor de FEM e este por sua vez, um maior sinal para o controlador para que a temperatura no suba. A vlvula dever fechar; e para isto o controlador deve enviar menos sinal (vlvula normal fechada). Se chegou um maior sinal no controlador e saiu um menor sinal, ento o modo de controle reverso. Figura 18

Figura 18 - Controlado r no modo reverso

Os distrbios podem ser: De alimentao: atuando na presso de linha do vapor de aquecimento (registro Rx) De demanda: atuando no registro Ry De set-point: atuando no set-point do controlador (TIC)

DIAGRAMA UNIFILAR

Este tipo de diagrama estruturado colocando os instrumentos da malha de controle numa disposio vertical. comum colocar no prprio diagrama os sinais de entrada e sada, de cada instrumento. Abaixo est o diagrama unifilar da malha de controle da figura 19.

Instrumentao ____________________________________________________________________


Figura 19 Diagrama Unifilar

Instrumentao ____________________________________________________________________


PLANTA MODELO DE CONTROLE DE VAZO

Figura 20

Instrumentao ____________________________________________________________________


PLANTA MODELO DE CONTROLE DE NVEL (NA SADA)

Figura 22

Instrumentao ____________________________________________________________________


CONTROLE DE NVEL A UM ELEMENTO NO COLETOR DE VAPOR DE UMA CALDEIRA

Esta malha com realimentao negativa sofre os efeitos de ocorrncia de expanso ou contrao do volume de gua em funo da temperatura. A faixa de variao do nvel, com esse controle grande o que toma crtico o controle e restringe sua aplicao a pequenas caldeiras. Obs: O volume do tubulo normalmente pequeno o que torna crtico as variaes de nvel.

Figura 24 - Controle de nvel a um ele.mento

a) Qual a deficincia desse controle quanto a um distrbio de demanda de vapor?

b) Analise o processo e identifique os elementos listados:

ELEMENTOS

IDENTIFICAO

1 - Varivel controlada 2 Varivel manipulada 3 - Caracterstica do processo qt+- a controlabilidade 4 - Tipo de vlvula de controle qt+- a segurana intrnseca 5 - Modo de controle do controlador 6 - Distrbios

Demanda:

Alimentao:

Instrumentao ____________________________________________________________________


CONTROLE DE NVEL A TRS ELEMENTOS NO COLETOR DE VAPOR DE UMA CALDEIRA

Concepo antiga

Esta malha ainda aplicada em muitas caldeiras e visa a correo antecipada do nvel para os distrbios de vazo de vapor e gua de alimentao. A malha de controle atua para fazer que a vazo de gua de alimentao igual a vazo de vapor com o nvel de guas do tubulo superior no valor desejado (50%). Nesta condio, a sada do subtrator deve ser o valor desejado do nvel ou seja 50% requerendo assim que esse instrumento apresente o recurso de polarizao.

Figura 26 - Controle de nvel a trs elementos

Analise o processo acima e identifique os elementos listados no exerccio anterior.

Instrumentao ____________________________________________________________________


ELEMENTOS E ESTRATGIAS DE CONTROLE

CONTROLE DE NVEL DE TORRE DE DESTILAO

Nesta aplicao o controle se faz sobre o nvel do condensado no fundo da coluna. O nvel de condensado no fundo da coluna no pode subir sem controle para no trazer problemas operacionais como contaminao dos produtos gerados na coluna, assim como no pode se exaurir, pois provocaria perda de presso da torre de destilao.

Figura 27 - Controle em cascata

Analise o processo acima e identifique os elementos listados no exerccio anterior.

Instrumentao ____________________________________________________________________


33 -- MMEEDDIIOO DDEE PPRREESSSSOO

A presso pode ser definida como sendo a relao entre uma fora aplicada perpendicularmente (90) a uma rea e expressa pela seguinte equao:

reaFora

AFP ==

Fig. 1 Exemplo de aplicao de uma fora em uma superfcie (10 Kgf/cm2).

3.1 Princpio de Pascal

A presso exercida em qualquer ponto de um lquido em forma esttica, se transmite integralmente em todas as direes e produz a mesma fora em reas iguais. Devido serem os fluidos praticamente incompressveis, a fora mecnica desenvolvida em um fluido sob presso pode ser transmitida.

Figura 2

Se aplicarmos uma fora F1 = 10 kgf sobre o pisto 1, o pisto 2 levantar um peso de 50 kgf devido ter o mesmo uma rea 5 X maior que a rea do pisto 1.

2

2

121

2

22

1

11 A

FAF

PPcomoAFPe

AFP ====

Instrumentao ____________________________________________________________________


3.2 Tipos de Presso Medidas

A presso medida pode ser representada pela presso absoluta, manomtrica ou diferencial. A escolha de uma destas trs depende do objetivo da medio. A seguir ser definido cada tipo, bem como suas inter-relaes e unidades utilizadas para represent-las.

Presso absoluta

a presso positiva a partir do vcuo perfeito, ou seja, a soma da presso atmosfrica do local e a presso manomtrica. Geralmente coloca-se a letra A aps a unidade. Mas quando representamos presso abaixo da presso atmosfrica por presso absoluta, esta denominada grau de vcuo ou presso baromtrica.

Presso manomtrica

a presso medida em relao presso atmosfrica existente no local, podendo ser positiva ou negativa. Geralmente se coloca a letra G aps a unidade para represent-la. Quando se fala em uma presso negativa, em relao presso atmosfrica chamamos presso de vcuo.

Presso diferencial

o resultado da diferena de duas presses medidas. Em outras palavras, a presso medida em qualquer ponto, menos no ponto zero de referncia da presso atmosfrica. A figura abaixo mostra graficamente a relao entre os trs tipos de presso medida.

Figura 3

Instrumentao ____________________________________________________________________


3.3 Unidades de Presso

A presso possui vrios tipos de unidade. Os sistemas de unidade MKS, CGS, gravitacional e unidade do sistema de coluna de lquido so utilizados tendo como referncia a presso atmosfrica e so escolhidas, dependendo da rea de utilizao, tipos de medida de presso, faixa de medio, etc. Em geral so utilizados para medio de presso, as unidades Pa, N/m, kgf/cm, mHg, mH2O, lbf/pol2, Atm e bar. A seleo da unidade livre, mas geralmente deve-se escolher uma grandeza para que o valor medido possa estar na faixa de 0,1 a 1000. Assim, as sete unidades anteriormente mencionadas, alm dos casos especiais, so necessrias e suficientes para cobrir as faixas de presso utilizadas no campo da instrumentao industrial. Suas relaes podem ser encontradas na tabela de converso a seguir.

TABELA 1 - Converso de Unidades de Presso

3.4 TCNICAS DE MEDIO DE PRESSO

A medio de uma varivel de processo feita, sempre, baseada em princpios fsicos ou qumicos e nas modificaes que sofrem as matrias quando sujeitas s alteraes impostas por essa varivel. A medio da varivel presso pode ser realizada baseada em vrios princpios, cuja escolha est sempre associada s condies da aplicao. Nesse tpico sero abordados as principais tcnicas e princpios de sua medio com objetivo de facilitar a anlise e escolha do tipo mais adequado para cada aplicao.

Instrumentao ____________________________________________________________________


3.5 Principais Tipos de Medidores

Manmetros

So dispositivos utilizados para indicao local de presso e em geral divididos em duas partes principais: o manmetro de lquidos, que utiliza um lquido como meio para se medir a presso, e o manmetro tipo elstico que utiliza a deformao de um elemento elstico como meio para se medir presso.

Tipos de manmetro lquido

a) Manmetro tipo Coluna em U

O tubo em U um dos medidores de presso mais simples entre os medidores para baixa presso. constitudo por um tubo de material transparente (geralmente vidro) recurvado em forma de U e fixado sobre uma escala graduada.

Fig. 4 - Manmetro tipo coluna U

No tipo ( a ), o zero da escala est no mesmo plano horizontal que a superfcie do lquido quando as presses P1 e P2 so iguais. Neste caso, a superfcie do lquido desce no lado de alta presso e, conseqentemente sobe no lado de baixa presso. A leitura se faz, somando a quantidade deslocada a partir do zero nos lados de alta e baixa presso. No tipo ( b ), o ajuste de zero feito em relao ao lado de alta presso. Neste tipo h necessidade de se ajustar escala a cada mudana de presso. No tipo ( c ) a leitura feita a partir do ponto mnimo da superfcie do lquido no lado de alta presso, subtrada do ponto mximo do lado de baixa presso. A leitura pode ser feita simplesmente medindo o deslocamento do lado de baixa presso a partir do mesmo nvel do lado de alta presso, tomando como referncia o zero da escala. A faixa de medio de aproximadamente 0 ~ 2000 mmH2O / mmHg.

Instrumentao ____________________________________________________________________


b) Manmetro tipo Coluna Reta Vertical

O emprego deste manmetro idntico ao do tubo em U. Nesse manmetro as reas dos ramos da coluna so diferentes, sendo a presso maior aplicada normalmente no lado da maior rea.

Essa presso, aplicada no ramo de rea maior provoca um pequeno deslocamento do lquido na mesma, fazendo com que o deslocamento no outro ramo seja bem maior, face o volume deslocado ser o mesmo e sua rea bem menor.

Figura 5

c) Manmetro tipo Coluna Inclinada

Este Manmetro utilizado para medir baixas presses na ordem de 50 mmH2O. Sua construo feita inclinando um tubo reto de pequeno dimetro, de modo a medir com boa preciso presses em funo do deslocamento do lquido dentro do tubo.

A vantagem adicional a de expandir a escala de leitura o que muitas vezes conveniente para medies de pequenas presses com boa preciso ( 0,02 mmH2O).

Instrumentao ____________________________________________________________________


Figura 6

APLICAO

Os manmetros de lquido foram largamente utilizados na medio de presso, nvel e vazo nos primrdios da instrumentao. Hoje, com o advento de outras tecnologias que permitem leituras remotas, a aplicao destes instrumentos na rea industrial se limita a locais ou processos cujos valores medidos no so cruciais no resultado do processo ou a locais cuja distncia da sala de controle inviabiliza a instalao de outro tipo de instrumento. Porm, nos laboratrios de calibrao que ainda encontramos sua grande utilizao, pois podem ser tratados como padres.

3.6 MANMETRO TIPO ELSTICO

Este tipo de instrumento de medio de presso baseia-se na lei de Hooke sobre elasticidade dos materiais que diz: o mdulo da fora aplicada em um corpo proporcional deformao provocada.

Os medidores de presso tipo elstico so submetidos a valores de presso sempre abaixo do limite de elasticidade, pois assim cessada a fora a ele submetida o medidor retorna a sua posio inicial sem perder suas caractersticas. O elemento de recepo de presso tipo elstico sofre deformao tanto maior quanto a presso aplicada. Esta deformao medida por dispositivos mecnicos, eltricos ou eletrnicos.

O elemento de recepo de presso tipo elstico, comumente chamado de manmetro, aquele que mede a deformao elstica sofrida quando est submetido a uma fora resultante da presso aplicada sobre uma rea especfica. Essa deformao provoca um deslocamento linear que convertido de forma proporcional a um deslocamento angular atravs de mecanismo especfico. Ao deslocamento angular anexado um ponteiro que percorre uma escala linear e cuja faixa representa a faixa de medio do elemento de recepo.

Instrumentao ____________________________________________________________________


A tabela abaixo mostra os principais tipos de elementos de recepo utilizados na medio de presso baseados na deformao elsticos, bem como sua aplicao e faixa recomendvel de trabalho.

a) Manmetro Tubo Bourdon

Tubo de Bourdon consiste em um tubo com seo oval, que poder estar disposto em forma de C, espiral ou helicoidal (Fig. 7); tem uma de sua extremidade fechada, estando a outra aberta presso a ser medida.

Com a presso agindo em seu interior, o tubo tende a tomar uma seo circular resultando um movimento em sua extremidade fechada. Esse movimento atravs de engrenagens transmitido a um ponteiro que ir indicar uma medida de presso em uma escala graduada. Classificao dos manmetros tipo Bourdon:

Figura 7

Instrumentao ____________________________________________________________________


Figura 8

Os manmetros tipo Bourdon podem ser classificados quanto ao tipo de presso medida e quanto classe de preciso. Quanto presso medida ele pode ser manomtrico para presso efetiva, vcuo, composto ou presso diferencial. Quanto classe de preciso, essa classificao pode ser obtida atravs das tabelas de Manmetro / vacumetro e Manmetro composto, a seguir.

Manmetro e Vacumetro

b) Manmetro de presso diferencial.

Este tipo construtivo adequado para medir a diferena de presso entre dois pontos quaisquer do processo. composto de dois tubos de Bourdon dispostos em oposio e interligados por articulaes mecnicas. A presso indicada resultante da diferena de presso aplicada em cada Bourdon.

Instrumentao ____________________________________________________________________


Figura 9

c) Manmetro tipo Diafragma

Este tipo de medidor utiliza o diafragma para medir determinada presso, bem como, para separar o fluido medido do mecanismo interno. Antes foi mostrado o manmetro tipo de Bourdon que utiliza selagem lquida. Aqui, explica-se o medidor que utiliza um diafragma elstico. A rea efetiva de recepo de presso do diafragma muda de acordo com a quantidade de deslocamento. Para se obter linearidade em funo de grande deslocamento, deve-se fazer o dimetro com dimenses maiores. A rea efetiva do diafragma calculada pela seguinte equao.

Figura 10

Instrumentao ____________________________________________________________________


3.7 INSTRUMENTO DE TRANSMISSO DE SINAL

Os instrumentos de transmisso de sinal de presso tm a funo de enviar informaes distncia das condies atuais de processo dessa varivel. Essas informaes so enviadas, de forma padronizada, atravs de diversos tipos de sinais e utilizando sempre um dos elementos sensores j estudados anteriormente (fole, diafragma, cpsula, etc...) associados a conversores cuja finalidade principal transformar as variaes de presso detectadas pelos elementos sensores em sinais padres de transmisso.

a) Tipos de transmissores de presso

Transmissores pneumticos

Esses transmissores, pioneiros na instrumentao, possuem um elemento de transferncia que converte o sinal detectado pelo elemento receptor de presso em um sinal de transmisso pneumtico. A faixa padro de transmisso (pelo sistema internacional) de 20 a 100 kPa, porm na prtica so usados outros padres equivalentes de transmisso tais como 3 ~ 15 psi, 0,2 a 1,0 kgf/cm2 e 0,2 a 1,0 bar.

Transmissores eletrnicos analgicos

Esses transmissores, sucessores dos pneumticos, possuem elementos de deteco similares ao pneumtico, porm utilizam elementos de transferncia que convertem o sinal de presso detectado em sinal eltrico padronizado de 4 a 20 mAdc. Existem vrios princpios fsicos relacionados com a variaes de presso que podem ser utilizados como elemento de transferncia. Os mais utilizados nos transmissores mais recentes so:

a) Fita Extensiomtrica (Strain Gauge)

um dispositivo que mede a deformao elstica sofrida pelos slidos quando estes so submetidos ao esforo de trao ou compresso. So na realidade fitas metlicas fixadas adequadamente nas faces de um corpo a ser submetido ao esforo de trao ou compresso e que tem sua seo transversal e seu comprimento alterado devido a esse esforo imposto ao corpo.

Essas fitas so interligadas em um circuito tipo ponte de WHEATSTONE, ajustado e balanceado para condio inicial e que ao ter os valores de resistncia da fita mudada com a presso, sofre desbalanceamento proporcional variao desta presso. So utilizados na confeco destas fitas extensiomtricas, metais que possuem baixo coeficiente de temperatura para que exista uma relao linear entre resistncia e tenso numa faixa mais ampla. Vrios so os metais utilizados na confeco da fita extensiomtrica.

Instrumentao ____________________________________________________________________


b) Sensor Piezoeltrico

A medio de presso utilizando este tipo de sensor se baseia no fato dos cristais assimtricos ao sofrerem uma deformao elstica ao longo do seu eixo axial, produzirem internamente um potencial eltrico causando um fluxo de carga eltrica em um circuito externo. A quantidade eltrica produzida proporcional presso aplicada, sendo ento essa relao linear o que facilita sua utilizao.

Outro fator importante para sua utilizao est no fato de se utilizar o efeito piezoeltrico de semicondutores, reduzindo assim o tamanho e peso do transmissor, sem perda de preciso. Cristais de turmalina, cermica Policristalina Sinttica, quartzo e quartzo cultivado podem ser utilizados na sua fabricao, porm o quartzo cultivado o mais empregado por apresentar caractersticas ideais de elasticidade e linearidade.

Fig. 11 - Construo Sensor Piezoeltrico

c) Sensor Capacitivo (Clula Capacitiva)

o sensor mais utilizado em transmissores de presso. Nele um diafragma de medio se move entre dois diafragmas fixos. Entre os diafragmas fixos e o mvel, existe um lquido de enchimento que funciona como um dieltrico. Como um capacitor de placas paralelo constitudo por duas placas paralelas separadas por um meio dieltrico, ao sofrer o esforo de presso, o diafragma mvel (que vem a ser uma das placas do capacitor) tem sua distncia em relao ao diafragma modificada. Isso provoca modificao na capacitncia de um circuito de medio, e ento se tem a medio de presso.

Para que ocorra a medio, o circuito eletrnico alimentado por um sinal AC atravs de um oscilador e ento se modula a freqncia ou a amplitude do sinal em funo da variao de presso para se ter sada em corrente ou digital. Como lquido de enchimento utiliza-se normalmente glicerina, ou fluor-oil.

Instrumentao ____________________________________________________________________


Fig. 12 - Transmissor de presso tipo clula capacitiva

3.8 Pressostato

um instrumento de medio de presso utilizado como componente do sistema de proteo de equipamento ou processos industriais. Sua funo bsica de proteger a integridade de equipamentos contra sobrepresso ou subpresso aplicada aos mesmos durante o seu funcionamento. constitudo em geral por um sensor, um mecanismo de ajuste de set-point e uma chave de duas posies (aberto ou fechado). Como elemento sensor, pode-se utilizar qualquer um dos tipos j estudado, sendo o mais utilizado nas diversas aplicaes o diafragma.

3.9 INSTRUMENTOS CONVERSORES DE SINAIS

Os conversores tm como funo bsica modificar a natureza ou amplitude de um sinal para permitir a interligao de instrumento que trabalham com sinais diferentes. Existem diversas situaes para justificar sua aplicao, dentre elas as converses de

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