Medição de variáveis, Notas de aula de Automação

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Medição de

variáveis físicas

industriais

Técnico em automação

Instrumentação - Introdução

• (^) A Instrumentação pode ser definida como “a arte e ciência da medição e controle”.
• (^) Desta forma, a Instrumentação Industrial visa aperfeiçoar o controle e o desempenho de processos industriais.
• (^) Instrumento é qualquer dispositivo, ou conjunto de dispositivos, utilizado com a finalidade de se medir, indicar, registrar ou controlar as variáveis de um processo (pressão, temperatura, nível, vazão, densidade, viscosidade, etc).

Instrumentação - Introdução

• (^) No princípio da era industrial, o operário atingia os objetivos citados através do controle manual das variáveis, utilizando somente instrumentos simples (manômetro, termômetro, válvulas manuais etc.).
• (^) Com o passar do tempo, os processos foram se tornando mais complexos, exigindo um aumento da automação através dos instrumentos de medição e controle.
• (^) Com isso os operadores começaram a diminuir sua atuação física direta no processo. Ao mesmo tempo, ocorria a centralização das variáveis em uma única sala de controle.

Profissional de Instrumentação

• (^) O profissional da área de instrumentação é uma pessoa com conhecimentos multidisciplinares em: - Elétrica (eletricidade, eletrônica); - Informática (redes, programação); - Mecânica (tubulação, hidráulica, pneumática); - Processos (física e química).
• (^) Nesta profissão não existe rotina, sempre haverá novos equipamentos e novas tecnologias para aprender.
• (^) O que a indústria procura é um profissional com iniciativa, pró- atividade e muita vontade de aprender e superar os desafios profissionais que surgirem.

Profissional de Instrumentação

• (^) O profissional da área de instrumentação pode atuar em vários segmentos industriais, como por exemplo nas áreas de:
• Petroquímica (Petrobrás);
• Química (Braskem);
• Papel e Celulose (Klabin);
• Alimentícia (Nestlé);
• Cervejarias (Ambev);
• Cosméticos (Natura);
• Farmacêuticas (Roche), entre outras.

Campos da instrumentação

• (^) Operação: monitoração do processo, acompanhamento do desempenho do instrumento e, quando necessário, atuação manual para garantir a segurança e a eficiência.
• (^) Manutenção dos instrumentos: reparo do instrumento quando inoperante, calibração e ajuste do instrumento quando o desempenho metrológico o exigir.
• (^) Gerenciamento: coordenação e gerenciamento de projetos de instrumentação.
• (^) Vendas: comercialização, marketing e promoção de instrumentos.

Malhas de controle

• (^) Uma malha de controle consiste em um conjunto de equipamentos e instrumentos utilizados para controlar uma determinada variável de processo (saída). De acordo com o tipo de controle, a malha pode ser definida como aberta ou fechada.
• (^) Um sistema em malha aberta é aquele onde a variável de processo (saída) não é utilizada para ajustar a variável de entrada.
• (^) Neste tipo de sistema, pode-se medir a variável do processo, mas ela não exerce influência sobre o controle da variável de entrada.

Malhas de controle

• (^) Um sistema de controle em malha fechada é aquele onde a variável de processo (saída) é controlada através de correções na variável manipulada (entrada).
• (^) O controle em malha fechada pode ser realizado por um operador humano (controle manual) ou mediante a utilização de instrumentação (controle automático).
• (^) Neste tipo de sistema, a variável de processo (PV) será medida, comparada com a referência (SP) desejada e corrigida sempre que necessário através da variável manipulada (MV).

Malhas de controle

• TERMINOLOGIA:

• (^) Variável de Processo (PV): É a variável do processo (saída) que se deseja medir e controlar (temperatura, pressão, nível, vazão, etc). Também é conhecida como variável controlada.
• (^) Variável Manipulada (MV): É aquela sobre a qual o controlador atua (através de uma válvula, bomba, motor, etc), no sentido de se manter a variável de processo no valor desejado. Ex.: vazão de vapor para controle da temperatura, vazão de líquido para controle de nível, vazão de gás para controle de pressão.
• (^) Set Point (SP): É o valor de referência no qual a variável de processo deve ser mantida pelo controlador.

Malhas de controle

Instrumentação

• (^) Imagine que você é o responsável pela manutenção de um processo de controle de temperatura de um forno.
• (^) Identifique qual é a variável de processo (PV), a variável manipulada (MV) e o set point (SP) dentre os itens indicados de 1 a 3 na Figura abaixo:

Aplicações da instrumentação

• (^) Monitoração: Algumas aplicações de instrumentos de medida têm a simples função de monitoração da variável medida, ou seja, suas medidas não são utilizadas para controle.

Aplicações da instrumentação

• (^) Análise Experimental (Investigação): Refere-se às aplicações onde a medição fornecida por algum instrumento tem uso destinado à uma análise pós-medição, para determinação de algum parâmetro, modelo e/ou validação do mesmo.