Sistemas de Automao e Controle - Sistemas de Automao e Controle SENAI – ES, 2005. Direitos de Reproduo para a CST Apostila elaborada pelo Professor de Instrumentao/Automao

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    Sistemas de Automao e Controle

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    Sistemas de Automao e Controle SENAI ES, 2005. Direitos de Reproduo para a CST Apostila elaborada pelo Professor de Instrumentao/Automao Industrial: Fbio da Costa Pinto. SENAI Servio Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional do Esprito Santo CETEC Centro de Educao e Tecnologia Arivaldo Fontes Avenida Marechal Mascarenhas de Moraes, 2235 - Bento Ferreira Vitria ES. CEP 29052-121 Telefone: (27) 3334-5200 Telefax: (27) 3334-5212

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    NDICE

    1 AUTOMAO INDUSTRIAL .......................................................................................8 1.1 Introduo............................................................................................................9 1.2 Conceito ...............................................................................................................9 1.3 Desenvolvimento da Automao .......................................................................9 1.4 Tipos de Automao .........................................................................................12

    1.4.1 Automao Fixa..........................................................................................13 1.4.2 Automao Programvel ...........................................................................13 1.4.3 Automao Flexvel....................................................................................14

    2 CONTROLE DE PROCESSOS INDUSTRIAIS ..........................................................15 2.1. Consideraes gerais .......................................................................................15

    2.1.1 Perspectiva Histrica .................................................................................16 2.2. Estruturas bsicas do Controle Automtico...................................................18

    2.2.1 Controle em Malha Fechada......................................................................19 2.2.2 Controle em Malha Aberta .........................................................................21 2.2.3 Comparao entre os sistemas em malha fechada e aberta..................22

    2.3. Controle Digital..................................................................................................23 2.4 Exemplos de Sistemas de Controle e Regulao Industrial..........................27 2.5 Controladores Automticos Industriais ..........................................................29

    2.5.1 Introduo...................................................................................................29 2.5.2 Aes de Controle Bsicas .......................................................................29

    2.6 Controladores Analgicos................................................................................39 2.7 Reguladores Digitais.........................................................................................42 2.8 Ajuste timo dos Controladores Industriais ..................................................45

    2.8.1 Mtodo baseado na Sensibilidade Crtica (2 Mtodo) ...........................45 2.9 Exemplo de Aplicao Industrial .....................................................................48 2.10 Malhas de Controle ...........................................................................................58

    2.10.1 Introduo...................................................................................................58 2.10.2 Realimentao negativa.............................................................................59 2.10.3 Controle Cascata ........................................................................................61

    2.11 Controle de Faixa Dividida ...............................................................................68 2.11.1 Conceito ......................................................................................................68 2.11.2 Aplicaes ..................................................................................................68

    2.12 Balano de Cargas ............................................................................................70 2.13 Controle de malhas redundantes.....................................................................71 2.14 Controles chaveados ........................................................................................73

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    2.15 Controle Auto-Seletor .......................................................................................74 2.15.1 Conceito ......................................................................................................74 2.15.2 Exemplos ....................................................................................................75 2.15.3 Caractersticas............................................................................................76 2.15.4 Cuidado para a no Saturao..................................................................77 2.15.5 Aplicaes ..................................................................................................78

    2.16 Controle Feed-forward ......................................................................................79 2.16.1 Introduo...................................................................................................79 2.16.2 Funes Bsicas ........................................................................................80 2.16.3 Partes Fundamentais .................................................................................80 2.16.4 Caractersticas............................................................................................81 2.16.5 Limitaes...................................................................................................82 2.16.6 Comparao com o Feedback...................................................................83 2.16.7 Desenvolvimento do Controlador .............................................................84 2.16.8 Aplicaes ..................................................................................................86 2.16.9 Concluso ...................................................................................................94

    2.17 Controle de Relao (Ratio)..............................................................................94 2.17.1 Conceitos ....................................................................................................94 2.17.2 Caractersticas............................................................................................96 2.17.3 Aplicaes ..................................................................................................98

    2.18 Conceitos de Projeto do Controle..................................................................100 2.18.1 Critrios Gerais ........................................................................................100 2.18.2 Controle Global da Planta........................................................................101 2.18.3 Otimizao de controle ............................................................................102

    3 NOES DE CIRCUITOS LGICOS......................................................................103 3.1 Tpicos da lgebra de Boole .........................................................................103 3.2 Conceitos Introdutrios..................................................................................104

    3.2.1 Grandezas Analgicas e Digitais ............................................................104 3.2.2 Sistemas de Numerao Digital ..............................................................104 3.2.3 Representao de Quantidades Binrias...............................................105 3.2.4 Circuitos Digitais /Circuitos Lgicos......................................................106 3.2.5 Sistemas de Numerao e Cdigos........................................................107

    3.3 Aritmtica Digital .............................................................................................109 3.3.1 Introduo.................................................................................................109 3.3.2 Adio Binria ..........................................................................................109 3.3.3 Representao de Nmeros com Sinal ..................................................110 3.3.4 Forma do Complemento a 1 ....................................................................111 3.3.5 Forma do Complemento a 2 ....................................................................111 3.3.6 Representao de Nmeros com Sinal Usando Complemento a 2 .....111 3.3.7 Negao ....................................................................................................111 3.3.8 Faixa de Representao do Complemento a 2 ......................................112 3.3.9 Adio no Sistema de Complemento a 2 ...............................................113 3.3.10 Subtrao no Sistema de Complemento a 2..........................................114

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    3.3.11 Overflow Aritmtico .................................................................................114 3.3.12 Multiplicao de Nmeros Binrios........................................................115 3.3.13 Diviso Binria .........................................................................................115 3.3.14 Adio BCD...............................................................................................115 3.3.15 Aritmtica Hexadecimal ...........................................................................116 3.3.16 Adio em Hexadecimal ..........................................................................116 3.3.17 Subtrao em Hexadecimal.....................................................................117

    3.4 Portas Lgicas e lgebra Booleana ...............

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