Controle em Cascata. Estratégias Especiais de Controle. Estruturas de Controle Combinando Controladores PID Single-Loop

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Eliana Gentil Coimbra
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1 Estratégias Especiais de Controle Estruturas de Controle Combinando Controladores Single-Loop Controladores Industriais de Prof. omeu eginatto 2012 Controle em Cascata Controle de azão Controle Seletivo Controle de Faixa Dividida (Split ange) Funções Especiais do Controlador Single-Loop Utilizadas etransmissão de PV remoto Transmissão de Controle em Cascata Alguns controles exigem dispositivos externos adicionais aos controladores single-loop Malha simples de controle de temperatura Malha simples de controle de temperatura Malha simples de controle de temperatura via vazão de vapor Malha simples de controle de temperatura via vazão de vapor PV Diagrama de blocos da malha de controle Flutuações na pressão de vapor que afetam a vazão de vapor (PV) são corrigidas somente depois de sentidas na temperatura do fluido quente (PV). Se forem muito freqüentes pode ser problemático. 1

Transmissão de Controle em Cascata Alguns controles exigem dispositivos externos adicionais aos controladores single-loop Malha simples de controle de temperatura Malha simples de controle de

2 Controle em Cascata da Temperatura Uma malha interna (vazão) regula a vazão de vapor (). Controle Cascata de Temperatura O sinal de controle () da malha externa é set-point () para a malha interna. A malha externa (temperatura) atua sobre o da malha interna para regular a temperatura do fluido quente (PV). PV Vazão de vapor PV Temperatura do fluido quente Controle em Cascata de Nível Malha simples de nível. Atua sobre a vazão de saída. Controle de azão Controle em cascata de nível. Malha externa: nível. Malha interna: vazão de saída. Controle de azão - Princípios Manter o controle de duas variáveis em uma determinada proporção fixa. Controle de azão Vazão de fluidos Variável 1: Variável 2: Objetivo: Manter = * = * 2

A malha externa (temperatura) atua sobre o da malha interna para regular a temperatura do fluido quente (PV).

3 Controle de azão - Vazão de fluidos Controle de Temperatura com Mistura de Água Quente e Fria Qf = Qg = * Controle de azão 2 Controladores Controle Seletivo +- Controle de azão com regulação de 1 só variável Controle Seletivo - Princípios Mais de um sinal de controle () pode agir sobre o mesmo atuador. Uma lógica de seleção define qual sinal de controle atua nas diversas condições de operação do sistema. Pressão em reator químico Malha de controle de pressão. Atua na vazão do produto vapor. Controle Seletivo. Se a pressão for muito alta, reduz a vazão de vapor de aquecimento. Ex. Vale o menor entre os dois sinais de controle. Malha de controle de temperatura em cascata (malha interna de vazão de vapor) 3

Uma lógica de seleção define qual sinal de controle atua nas diversas condições de operação do sistema. Pressão em reator químico Malha de controle de pressão.

4 Controle Seletivo Malha de Pressão Alta P P Malha de Pressão T P Produto min Vazão PV P PV T Controle de Faixa Dividida ou Split ange Malha de Temperatura em Cascata Controle de Faixa Dividida Princípios Existência de vários atuadores, porém um único sinal de controle. Exemplos: Atuador 1 para aquecer. Atuador 2 para resfriar. Atuador 1 para encher. Atuador 2 para esvaziar. Atuador 1 atende até 50% da energia fornecida ao processo. Atuador 2 entra em paralelo quando for necessário mais que 50%. Controle de Temperatura com 2 Trocadores de Calor Cada atuador opera conforme o nível do sinal de controle. Opera sozinho para baixas vazões Entra em opera para vazões elevadas Controle Split ange Controle de Pressão At. 2 At. 1 + Liberação de N2 para aliviar pressão PV =0 =50% =100% Admissão de N2 para aumentar pressão 4

Atuador 1 atende até 50% da energia fornecida ao processo. Atuador 2 entra em paralelo quando for necessário mais que 50%.

5 Combustão de Caldeira a Óleo Extrator de raíz quadrada Dispositivos Especiais Conversor de escala elé seletor de máximo elé seletor de mínimo eferência [Bega03] Bega, Egídio A.; Org.; Instrumentação Industrial; Editora Interciência; io de Janeiro J; 2003; (Seção 10.12, pg ) 5

mínimo eferência [Bega03] Bega, Egídio A.; Org.

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