Baixe Instrumentação e outras Notas de estudo em PDF para Automação, somente na Docsity! CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 1- CONCEITOS BÁSICOS DE INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE - MALHA DE CONTROLE FECHADA FINIÇÕES EM CONTROLE INCIPAIS SISTEMAS DE MEDIDA 2-TELEMETRIA “TRANSMISSORES “ REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAIS 3-MEDIÇÃO DE PRESSÃO - CONCEITOS DE PRESSÃO - DISPOSITIVOS PARA MEDIÇÃO DE PRESSÃO 4- SELO REMOTO - TUBULAÇÃO DE IMPULSO “ SISTEMAS DE SELAGEM “ PURGA “ SANGRIA 5 - MEDIÇÃO DE NÍVEL - MÉTODOS DE MEDIÇÃO DENÍVEL DE LÍQUIDO - MEDIÇÃO DIRETA - MEDIÇÃO INDIRETA. - MEDIDORES DESCONTÍNUOS DE NÍVEL - MÉTODOS DE MEDIÇÃO DENÍVEL DE SÓLIDOS CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrument: Continuação... =| 6 TRANSMISSOR DE PRESSÃO DIFERENCIAL (LD301) - INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO E CONFIGURAÇÃO, MANUTENÇÃO E ESP.TÉCNICA. 7 - MEDIÇÃO DE VAZÃO - TIPOS DE MEDIDORES DE VAZÃO - MEDIDORES DE QUANTIDADE(Pesagem / Volumétrica) - MEDIDORES VOLUMÉTRICOS - Medição de vazão por pressão diferencial - Medidores de Vazão por Pressão Diferencial Constante - Medidores de Vazão em Canais Abertos - MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO - Medidor Eletromagnético de Vazão, Turbina, Vortex e medidores Ultra-sônicos 8- MEDIÇÃO DE TEMPERATURA - MEDIDORES DE TEMPERATURA POR DILATAÇÃO / EXPANSÃO - MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMOPAR - MEDIÇÃO DE TEMPERATURA POR TERMORESISTÊNCIA (RTD) - MEDIÇÃO DE TEMPERATURA POR RADIAÇÃO 9- TRANSMISSOR DE TEMPERATURA (TT301) - INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO E CONFIGURAÇÃO, MANUTENÇÃO E ESP.TÉCNICA. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Continuação... 10 - ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE - VÁLVULAS DE CONTROLE - VÁLVULAS DE DESLOCAMENTO LINEAR DA HASTE - VÁLVULAS DE DESLOCAMENTO ROTATIVO DA HASTE - INTERNOS DAS VÁLVULAS -CAIXA DE GAXETAS -GAXETAS - CARACTERÍSTICAS DE VAZÃO - COEFICIENTE DE VAZÃO (CV ) - POSICIONADORES 11 - POSICIONADOR DE VÁLVULA (FY301) «INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO E CONFIGURAÇÃO, MANUTENÇÃO E ESP.TÉCNICA. 12- OUTRAS VARIÁVEIS - MEDIÇÃO DE DENSIDADE - Medidores de Densidade - Densimetros. - Medidor de Densidade por Pressão Hidrostática - Sistema de Purga - MEDIÇÃO DE PH - Método de Medição = Instrumentos de Medição - Eletrodos de Medição e de Referência CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica DESVIO CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica FLUIDO AQUECIDO - -» FLUIDO ASER AQUECIDO VAPOR e CONDENSADO -+ PROCESSO INDUSTRIAL TÍPICO Variável Controlada: Temperatura Meio Controlado: Fluido Variável Manipulada: Vazão Agente de Controle: Vapor CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MALHA DE CONTROLE LÍQUIDO ENTRANDO MISTURADOR SANDO, vaPoRM 3 pa VÁLVULA SENSOR DE TEMPERATURA (e SINAL DE TEMPERATURA PARA O CONTROLADORA ABERTA: Sistema sem realimentação (ou Feedback ) FECHADA: Sistema com realimentação " CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica ENTRADA DE PROCESSO ENTRADA DE VAPOR —+ ONDE ESTÁ A MEDIÇÃO? ONDE ESTÁ O CONTROLE ? ONDE ESTÁ O CONTROLADOR? CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica A Ação do Controle Automático =. Instrumentação Básica CTS — O 1996 — 2005 Smar O Controle Automático ENTRADA DE SAIDA DE ÁGUA QUENTE ENTRADA DE VAPOR — f MALHA DE Dé 1 | re CONTROLE [orreção ] í / FECHADA VÁLVULA é «17 — [gomeaRação | DE CONTROLADOR CONTROLE AUTOMÁTICO SET POINT DE CAMPO Instrumentação Básica CTS — O 1996 — 2005 Smar 10. Simbologia Geral em Instrumentação OCALIZAÇÃO, | ocação Principal Mont Locação Auxiliar | Locação Auxiliar ação ponei — nonado | Locação Muni | Locução A acessível Campo acessível não acessível TIPO “ao operador do operador ao operador tsumanos aeee tstnmentos aa 2 compartilhados NJ computar a proa contador 7 tados CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica TALETRA LETRAS SUCESSIVAS Variável Letade Funçãode Letura | Funçãode Saida Lerade Medida Modificação. Passiva Modificação. A Analisador Alame 8 Quemador (Chama) | Condutbidade Elárica Contraador D | Densidade ou Peso Dierenda Específico E Tensão (Fem) Elemento Primário F Vazão Relação G | Medida Dmensona Visor H | Comando Manual Ato Corerte Elévica tndicação ou Indicador CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica TELETRA LETRAS SUCESSIVAS Variável Leta de Função de Letra | Funçãode Saida Letra de Medida Mediicação Passa Meiicação 3 Potância Varredura K | Tempoou Programa Estação de Contole t Nível Lâmpada Piloto Baxo M Umidade Médio ou Intemedário o Placa de Orficio] Pp Pressão Tomada de Impulso a Quantidade Integração R Radoatvidade Regisrador s Velocidade ou Segurança Chave ou Frequência htemuptor T Temperatura Tranmissão Transmissor CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica TALETRA LETRAS SUCESSIVAS Variável Lera de Funçõode leitira | Funçãode Saida Lerade Medida Medlficação Modificação. U Mutvanáves Multitunção Muttunção Multitunção v Viscosidade Váluia w Peso ou Força Poço Y Raéou Computador z Posição Elemento Final de Controle CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica EXERCÍCIOS 20 - Qual a função de cada um dos instrumentos abaixo, de acordo com a sua identificação. a)WT- Transmissor de Peso ou Força b) FIG - Controlador Indicador de Vazão c)TI- - Indicador de Temperatura d) PIT Transmissor Indicador de Pressão e)LR- Registrador de Nível f)TSL- Chave de Temperatura baixa (Termostato) 9) PSLL- Chave de Pressã muito baixo (Pressostato) h)TIR- — Registrador Indicado de Temperatura DTT- Transmissor de Temperatura jPIC- Controlador Indicador de Pressão FR-— Registrador de Vazão m)LT- — Transmissor de Nível n) FSHH - Chave de Vazão muito alto (Fluxostato) o)LSH- Chave de Nível de limite alto pjFY- | Relé de Relação (ou Conversão) p/ variável Vazão (Flow) CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 21 - Defina a localização dos equipamentos e tipos de sinais de transmissão de cada malha de controle, além da sua função (equipamento). a) Um, bp 3315251 ;4220mA GO E cf > 100 a 3000 CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica A Instrumentação Pneumática 1920 - Controle P 1930 - Controle PID CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Instrumentação Pneumática O Tempo da Agulha Fole -----==...... > Capacitor Mola -------=-.... > Indutor CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica A Eletrônica entra em cena * 1947: A invenção do transistor revoluciona a eletrônica. * 1958: Surge o primeiro circuito integrado, possibilitando a compactação em escala ampla. * -1961:0 primeiro circuito integrado lógico. * 1965: PDP-8, o primeiro computador digital largamente utilizado em controle de processos. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAIS SujpenBito PANO To NI fd = ee o | Dados | REDE DE GERENCIAMENTO. | [EEE] [Eee ae Nada E RE [UM CONTROLE REDE DE EE Eau) [or CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Redes de Campo « Redução do custo da fiação e instalação do projeto, + Comunicação bidirecional, permitindo configuração e calibração dos dispositivos, * Distribuição de inteligência, « Integração com diversos fabricantes, * Normalmente possível conexão com até 1 centena de dispositivos, + Velocidade normalmente na faixa de dezenas de Kbps, podendo atingir até 1 Mbps e + Integração do controlador ao sistema de atuação do equipamento. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica - Redes podem ser sub-classificadas qto a categoria dos dispositivos conectados Processo | Manufatura | Sensores Tamanho Mensagem | algunsbytes | algunsbytes | alguns bis Tempo de 5a50ms 5a50ms <5ms Resposta Tipo de Cabo | Instrumentação Qualquer | Baixo custo Distância Max 2 Km 2 Km 100m Áreas Classificadas Sim Não Não Exemplo de algumas redes: “HART * ASI - ACTUATOR SENSOR INTERFACE * DEVICENET * PROFIBUS DP E PA * FOUNDATION FIELDBUS Instrumentação Básica CTS — O 1996 — 2005 Smar Rede AS-i (Actuador & Sensor Interface) *Cabo Paralelo com dois condutores “Até 31 escravos *Cada escravo: 4 bits de I/O «Até 100m ou 300m com repetidores 7300 *Sistema de comunicação mestre - escravo «Garantido um máximo de 4,7 ms com configuração máxima da rede e — Bor obese Un va ia mes E Instrumentação Básica CTS — O 1996 — 2005 Smar Rede DeviceNet Cabo par - trançado com 4 fios e uma blindagem; um par da alimentação e outro do sinal: * Até 64 dispositivos * Velocidades ajustáveis em: 125; 250 e 500 Kbits/s, * Até 500m em 125 Kbits/s e - Sistema de comunicação mestre — escravo. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Rede Profibus - DP (Descentralized Peripheria) Dmae == E) Several mannera muy read que cuca trem a DÊ siava * Cabo Par - trançado com 2 fios e uma blindagem somente para sinal, - Até 128 dispositivos divididos em 4 segmentos com repetidores, - Velocidades ajustáveis de 9.600 a 12Mbitsis, * De 100 a 1.200m conforme a velocidade, e * Sistema de comunicação mestre — escravo. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica NÍVEL DO USUÁRIO - BLOCOS + Blocos Resource Block Function Block Transducer Block Tecnologia “STACK” DE FOUNDATION COMUNICAÇÃO Fieldbus Nível Físico FIELDBUS CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica LIGAÇÕES DE ENTRADAS / SAÍDAS TRANSMISSOR FIELDBUS DISPOSITIVO FIELDBUS P/VÁLVULA CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica EXERCÍCIOS: 7 - Calcule o valor pedido: Exemplo: 50% do sinal de 3 a 15 PSI Valor Pedido = [ ( Final - Início) ou Spanj x(%) +zero vivo 100% 15 12 x50 +3=9psi -3 100 12 Span a) 70% de 3 - 15 PS b) 80% de 3 - 15 PSI =(70/100)x12PSI+3PSI=11,4 PSI c) 10% de 0,2-1 kgflom: d) 30% de 0,2- 1 kgtlem2 =(10/ 100) x 0,8 Kglcm2 + 0,2 Kglem2 = 0,28 Kglem2 e) 45% de 20- 100 kPa= 1) 55% de 20- 100 kPa = 9) 65% de 4-20mA = h)75% de4-20mA = 1) 37% de 1-5V 73% de 1-5V = CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 8 - Calcule o valor pedido: Exemplo: 9 psi é quantos % da faixa de 3 a 15 PSI. Valor Pedido =( Valor de transmissão - zero vivo) x (100% ( Final - Início ) = Span 9-3) x100=6x100 =50% (15-3) 12 a) 12 PSI é quantos % da faixa de 3a 15PSI= [(12-3)/12]x 100% = 75% b) 6PSI é quantos % da faixa de 3a 15PSI= c)0,4 Kgflem> é quantos % da faixa de 0,2 a 1 kgflom2 = d) 0,6 Kgfl em2 é quantos % da faixa de 0,2 a 1 kgflem2 = e) 90 kPa é quantos % da faixa de 20 a 100kPa = 1) 70 kPa é quantos % da faixa de 20 a 100kPa = 9) 9mA é quantos % da faixa de 4a 20 mA = [(9 — 4) 116] x 100% = 31,25% h) 13 mA é quantos % da faixa de 4 a 20 mA = i) 1,5 V é quantos % da faixa de 1 a 5 Vdc = |) 4,5 V é quantos % da faixa de 1 a 5 Vdc = CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica * volume Peso Específico(y)= peso volume [kgf/mº; gf/em?] CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica IR PRINCÍPIO DE PASCAL E TEOREMA DE STEVIN AP=p.h CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 2. Membrana ou Diafragma CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 4 - Colunas de Líquido pr área áreana Manômetro de Coluna Reta Vertical Linha de zera, CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Área A Manômetro de Coluna Reta Inclinada Et Menisco CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 5 - Sensor tipo Piezoelétrico Pp '| CRISTAL | 2 MA et WErrTrI — these tdda — 444444 Moda dd da SAIDA A Efeito Piezoelétrico Transdutor CRISTAL Palheta (piezo) Bico Restrição removível NO Pressão piloto Suprimemento dear CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 6 — Sensor tipo Strain Gauge ou Piezoresistivo ES dê, oa casaram =” Tensão desaa CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 7 — Sensor tipo Capacitivo Tubos Capilares lacas do Capacitor iafragma Sensor + Vidro * Fluido do Enchimento iafragma de Processo CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica SELO REMOTO Instalação: Tomadas de Impulso Lego cás LíquiDo VAPOR CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Exemplos de Tomadas de Impulso CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica * Componentes da Tubulação (Tomadas) de Impulso Manifolds E E CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica * SISTEMAS DE SELAGEM Para o elemento SELO DE LÍQUIDO | — Liquido de Eolagem N Para 6 elemento AN N Tubo pi medidor Fluido Médido Diafragma da Neoprons ouberracha SELO DEAR CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Diafragma Isolador SELO VOLUMÉTRICO o 1 Diafragm | /olador | > Fuído de [| | — Enchimento Fá Armadura do tubo Capilar CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MANÔMETRO PETROQUÍMICO [ [ me O E tg 1% SELO SANITÁRIO Braçadeira TRI-CLAMP Flange do Tanque | d a á CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MEDIÇÃO DE NÍVEL DIRETA [em PTTTO Régua ou Gabarito Visores de Nível (vidro) CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Plano (Reflex ou Transparente) Líquipo VIDRO CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Válvula de bloqueio (manutenção e segurança) INDICADOR fia Blindado ragsaenos (Magnético) UEL CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Bóia ou Flutuador A cortradeso PRA RO CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 2.2- MEDIÇÃO DE NÍVEL, INDIRETA POR PRESSÃO (HIDROSTÁTICA OU 4P) Cálculo do Range: AP=Ph-PI PI=0 (Patm) Nível (0%): AP = 0 (4mA) Nível (100%): AP =h .d (20 mA) CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Supressão de Zero (Tanque aberto) LÍQUIDO dr Cálculo do Range: AP=Ph-PI PL=0 (Pam) Nível (0%): AP=y.d, (4mA) Nível (100%): AP = (h + y) .d, (20 mA) CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Por Empuxo CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Variação do Pap. no Medidor Contínuo W-E 14: NÍVEL DÁGUA Nível de Água -0 Água Deslocada Água Deslocada Peso =1LB Peso=2LB CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Medição de Nível de Inferface ÓLEO CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Medição de Nível com Raios - Gama FONTE DE RADIAÇÃO AMPLIFICADOR INDICADOR | Es ES SENSOR GEIGER CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Medição de Nível Capacitivo Sonda Capacitiva amplificador Ilcador Sonda capactiva | e prosicace CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Medição de Nível por Ultra-som slcadory h=H- (vd) 2. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 16- Determinar: a) Range do instrumento: b) Saída do instrumento quando o nível for 37%: PSI c) Nível quando a saída for 13,6 PSI: % ajAP=P,-P, - Nível (0%) » AP = PH-PL= AP=[(500x1,8)/25,4]-0 = 35,433 *H,0 »VI (3 PSI) = 35,433 'H,0 - Nível (100%) » AP = PH-PL = AP= [(5500x 1,8) 25,4]- 389,76 'H,0 »VS (15 PSI)= 389,76 'H,0 aca b) 37% do sinal de 3 a 15 PSI é ado 9 Sinal de saída = (0,37 x 12) +3= 7,44 PSI Na 4 o) H (nível) =[(13,6 — 3) /12]x 100% = 88,33... CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 22 - Determinar. a) Range do instrumento: mmH20 b) Saída do instrumento quando o AP = O mmH20 : PSI axigienê q E | adam tooc secas 4200 Alimentação CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MEDIÇÃO DE VAZÃO Vazão Volumétrica: Q, = v/t Vazão Mássica: Qu=m/t TIPOS DE MEDIDORES: [ 1. Medidores de Quantidade por “Pesagem / Volumétrica” ] Disco mutante, Pistão rotativo-oscilante, Pás, Engrenagens ovais, etc. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 2. Medidores Volumétricos Por Elementos Deprimogênios (AP) 250. Psi CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica PLACA DE ORIFÍCIO Tipos de orifícios: (a) (b) (9 a. Orifício concêntrico. b. Orifício excêntrico. c. Orifício segmental. VANTAGENS: Instalação fácil Econômica Construção simples Manutenção e troca simples DESVANTAGENS: Alta perda de carga Baixa Rangeabilidade CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Tubo Pitot Pressão de impacto — Pressão estática Cara vedada — Bloco de fixação astário orifício deimpacto CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Medidor Tipo Sonda Múltipla (Annubar) CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Malha para Medição de Vazão Compensação de Pressão e Tempera — vapor 3 6 E & PA-aP o, O Q=K. O OlNmam] ' A e ô CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Exemplos de Instalação CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MEDIDOR DE VAZÃO POR AP CONSTANTE (AREA VARIÁVEL) A ROTÂMETRO E a Tipos de Flutuadores | CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MEDIDORES DE VAZÃO EM CANAIS ABERTOS VERTEDOR Q=3,33(L-0,2H). H32 CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MEDIDOR TIPO VÓRTEX * Funcionamento * Método de detecção dos vórtices CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MEDIDORES ULTRA-SÔNICOS * Medidores de Efeito Doppler * Medidores de Tempo de Trânsito —20— emtrnctteetor Condo ERR ES TU Fluxo MR emissorideretor Transdutores separados, de um só lado CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MEDIDOR POR EFEITO CORIOLIS LS ad Che AEE ca etc aih — om cria o | CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica APOSTILA - PAG. 7-32 EXERCÍCIOS: 20 - Calcular o AP no instante em que a vazão é igual a 120 m:th. Dados: Q,,,=150 m?h e AP,o, = 2.000 mmHg Q=KxVAP » K=Q/VAP=150/2000=3,354 (QP=(KxvV AP)? » AP=(Q/K)2=(120/3,354)2=1.280mmHg 21 - Calcular a vazão em mºih, quando o AP é igual a 36%. Dados: Q,,= 500 lh e AP,o, = 2.360 mmCA Qdo o AP é máx. »a Q será máx., então K = Q / V AP = 100% / V 100% = 100% / 10% = 10 Q=KxVAP » Q=10x V36= 60% e Q=0,6x 500 = 300 Uh = 0,3 m?h 22- Calcular o AP, quando a vazão for 2,5 Is. Dados: Q,,.,= 300 min e AP,a,= 30 mmHg 300 min =5lls»p/Q=2,5lls=50% — AP=(Q/K2=(50/10)2=25% AP=0,25x30=7,5 mmHg 23- Calcular a vazão em Ih e GPM, quando o AP for igual a 81%. Dados: Q,,,= 600 lh e AP,a,=1.000 mmH,O Q=KxVAP=10xV81=90% Q=0,9x600=540lh ou 0,54 m%h Q=0,54x 4,402=2,37 GPM CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica APOSTILA - PAG. 7-32 EXERCÍCIOS: 20 - Calcular o AP no instante em que a vazão é igual a 120 mºh. Dados: Q,,,=150 milh e AP,o, = 2.000 mmHg AP =1.280 mmHg 21 - Calcular a vazão em mº!h, quando o AP é igual a 36%. Dados: Q,,= 500 lh e AP,o, = 2.360 mmCA Q=KxVAP » Q=10x V36= 60% e Q=0,6x 500 = 300 Uh = 0,3 m?h 22 - Calcular o AP, quando a vazão for 2,5 Is. Dados: Q, ,,= 300 min e AP, ,= 30 mmHg 300 min =5lls»p/Q=2,5lls=50% — AP=(Q/K2=(50/10)2=25% AP=0,25x30=7,5 mmHg 23 - Calcular a vazão em lh e GPM, quando o AP for igual a 81%. Dados: Q,,,= 600 lh e AP,a,=1.000 mmH,O Q=KxVAP=10xV81=90% Q=0,9x 600=540h ou 0,54 m%h Q=0,54x 4,402=2,37 GPM CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 24 - Um FT indica 36% no seu indicador local. Qual é o diferencial de pressão aplicado em suas câmaras neste instante? Qual é a vazão, sabendo-se que a vazão máxima de linha é de 5.000 mºh, com um diferencial máximo de pressão igual a 81 mmH,0? AP=(Q/KP=(36/102 = 12,96% AP =0,1296 x 81 = 10,49 mmH,O e Q =0,36 x 5.000 = 1.800 m%/h 25 - Um FT indica 49% no seu indicador local. Qual é o diferencial de pressão aplicado em suas câmaras neste instante? Qual é a vazão, sabendo-se que a vazão máxima da linha é de 6.000 mh, com um diferencial máximo de pressão igual a 100 mmH,0? AP=(QIK?=(49/10)2=24,01% AP=0,24x 100=24 mmH,O e Q =0,49x 6.000 = 2.940 m3h 26-Um FT é instalado em uma linha de processo para medir vazão, o AP máximo é de 50" H,O. Qual é a vazão quando o AP for de 20" H,O e qual será a indicação na escala do FI em %. Dado: Qmáx. = 460 mêth. AP(%) = (20150) x 100% = 40% Q=KxVAP=10/V40= 63,24% (FI) e Q=0,6324 x 460 = 290,9 m3h 27 -Um FT é instalado em uma linha de processo para medir vazão, o AP máximo é de 80" HO. Qual é a vazão quando o AP for de 30" HO e qual será a indicação na escala do FR em %. Dado: Qmáx. = 500 mêth. AP(%) = (30/80) x 100% = 37,50% Q=KxVAP=10/V37,50=61,24% (FR) e Q=0,6124x500 = 306,2 m%h CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica LQuiDO | FAXA DEUNLIZAÇÃO PC) Macio asso Xiso oa 460 Tuna soa -100 Aa EO im A senda CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 2 - TERMÔMETRO À PRESSÃO DE GÁS E Gás Temperatura Crítica Héto (He) -278%0 Hidrogênio (H2) 299%] Narogêno(N2) 17106 Dióxido de Cabeno (02) =at1% CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 3- TERMÔMETRO À PRESSÃO DE VAPOR Líquido Ponto de Fusão (ºC) | Ponto de ebulição (“C) Claet de Metia 139 = Butano 135 -05 Ele Enlico ne 3 Toteno -85 no Diáido de enche -73 0 Progano —180 -42 CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica TERMÔMETROS À DILATAÇÃO DE SÓLIDOS (TERMÔMETROS BIMETÁLICOS) Atum (dilata-se muito) FRIO EEE, Lt=Lo.(1+c.At) === Aço A QUENTE HASTE DE TRANSMISSÃO METAL HELICOIDAL Instrumentação Básica CTS — O 1996 — 2005 Smar MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMOPAR BLOCO DE JUNTA DE LIGAÇÃO REFERÊNCIA JUNTADE — TERMOPAR | CABO DE MEDIÇÃO EXTENSÃO TRM DE TEMP., GRADIENTE DE TEMPERATURA (AT) CARTÃO NPOTICLP) Efeitos Termoelétricos: Seebeck, Peltier, Thomson e Volta. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica A(O) | T Tr "Efeito Seebeck” B() | E a(o) l T+pT T-oT -" Efeito Peltier " B() " Efeitos Thomson e Volta " CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica ERROS DE LIGAÇÃO CABEÇOTE CABO DE COBRE o pe ooomv REGISTRADOR 24ºC 0,960 mv TCTIPOK 20,371mV 4+— +20,731mV + 0,000mV + 0,960mV +21,691mV 525º ERRO= -13ºC * Usando fios de cobre. FORNO CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica ERROS DE LIGAÇÃO CABEÇOTE CABO TIPO KX o 38º0 1,529 mv º 8 0,569mV | REGISTRADOR 24º 0.960 mv TO TIPOK 20371mV 4 +22260mV 538ºC ERRO= 0 * Usando fios de compensação. FORNO CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica ERROS DE LIGAÇÃO CABEÇOTE CABO TIPO kX. 38ºc 1,529mv REGISTRADOR 24º€ 0,960 mv TC TIPOK 731 my oB -19,202mV * Inversão simples. FORNO CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica ERROS DE LIGAÇÃO CABEÇOTE CABO TIPO KX 38 Cc 1,529mv REGISTRADOR 24º€ 0,980 mv TCTIPOK 20,731mV 4— +20,731mV - 0569mV + 0,960mV +21102mV 511ºC ERRO =-27º€ * Inversão Dupla. FORNO CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Termopar de Isolação Mineral RABICHO POTE ls PÓ ÓXIDO DE MAGNÉSIO JUNTA DE MEDIDA PLUG BAINHA CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica ASSOCIAÇÃO DE TERMOPARES 1. - Associação Série 2. - Associação Série-oposta azrmy 2,022 my FEM T= FEM2 - FEM 1 FEM T= 56 9C 50 0€ CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 2. Ligação à 3 fios: fio | Pt-100 5 o 1 Icte [1/ Rafio o TIS —t L+ R2fio Mi lcte x (2Rfio+RPt100) vê=Icte.xR2 Vi -(2xV2)= Temporatura CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MEDIÇÃO DE TEMPERATURA POR RADIAÇÃO RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA: * Hipóteses de Maxwell * Ondas Eletromagnétivas - Espetro Eletromagnético a RE RAR CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica TEORIA DA MEDIÇÃO DE RADIAÇÃO “LI Ra Enero rodionte (Wei) o ' 2 3 Comprimento de ondo (jam) W= energia radiante ( Watts/m2) 5= Constante de Stefan-Boltzmann [5,7 x 10º x (Wx K%/m2] Temperatura absoluta missividade (corpo negro, É = 1) CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica W = energia Incidente v WR WA = energia absorvida WR = energia refletida WT = energia transmitida - Absorvidade : a =WA SS w - Refletiidade : 5= WR w - Transmissividade : +=WT E = Wícorpo qualquer) w W (corpo negro ) a+8+7=1 CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica PIRÔMETROS ÓPTICOS CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica RADIÔMETRO OU PIRÔMETROS DE RADIAÇÃO Lema a Indicador Aripilicador com ajusta da ganho «Espelho Energia Radiante ” Sinal do Detetor CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Transmissor de Densidade/Concentração Pi=p.g.M P2=p.g.h2 P1-P2=p.g.(M-h2) AP=p.g.h P=APIg.h CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica MEDIÇÃO DE pH = dissociação eletrolítica 2H,0=H,0* + 0H- exp. da água: = solução neutra= não ácida e não alcalina 4014 [HO [H30+] = 107 pH = log (1 /[H,0) [0H] e [H,0*) [OH H P 012 34 5 6 7/8 910 1 1213 14 + + — > ——» ÁCIDO t ALCALINO NEUTRO CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Elementos de Medição SOLUÇÃO TAMPÃO TUBO HERMETICAMENTE FECHADO ELETRODO DE LIGAÇÃO TUBO DEVIDRO — | PRATA [e] CLORETO DE PRATA FIO DE PRATA CLORETO MEMBRANA DEVIDRO Corra. SUBSTÂNCIA SENSÍVELA HO POROSA Eletrodo de medição Eletrodo de referência CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica SISTEMA DE MEDIÇÃO Eletrodo Combinado ELETRODOS DELIGAÇÃO SUBSTÂNCIA POROSA CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica ELEMENTOS Malha de controle FINAIS DE CONTROLE Controlador — Transmissor A válvula de controle é o elemento final mais usado nos sistemas de controle industrial. Em sistemas de controle para gases e ar é também usado o “damper”, porém poderemos citar outros elementos, tais como: bombas, resistências elétricas, motores, inversores, etc. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Componentes da Válvula de Controle Corpo e Atuador CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Indicado para altas temperaturas Aplicações criogênicas Faixa de operação: Gaxeta de PTFE: 101 a 427 ºC Gaxeta grafite: -70 a 1093 *€ CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Tipos de Válvula de Controle. Deslocamento linear Deslocamento rotativo * Globo * Borboleta * Globo angular *- Esfera * Globo três vias * Segmento esférico * Diafragma * Obturador excêntrico *- Bipartida * Guilhotina CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Válvulas Globo Sedes Simples e Dupla CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica VÁLVULA GLOBO - TRES VIAS Divergente Convergente CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica VÁLVULA GLOBO TIPO GAIOLA TIPOS: * Sede Simples, Balanceada, Micro Fluxo, * Angular Sede Simples e Balanceada, = Duplo Estágio e Baixo Ruído. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Globo angular Obturador balanceado Globo obturador micro-fluxo Tamanho :1/2” a 2” -Cvs: 0,25 a 13 CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica VÁLVULA ESFERA seo estou E CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Válvula de segmento esférico CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Válvula de obturador excêntrico rotativo - Boa característica de controle e alcance de faixa * Leve, compacta e econômica + Corpo e castelo em única peça - Sede metálica ou resiliente - Menor torque de acionamento - Baixa histerese / controle preciso - Construção robusta - Fácil montagem e manutenção * Auto-alinhamento sede/obturador CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica CARACTERÍSTICAS DE VAZÃO INERENTES a) Linear; b) Igual porcentagem ( 50:1 ); c) Parabólica modificada e d) Abertura rápida. VAZÃO EM PORCENTAGEM VAZÃO EM PORCENTAGEM “curso tm roncentaceM Curso tm poRcENTAGEM CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica CARACTERÍSTICA DE VAZÃO INSTALADA 1 sm ae teguca E z : É é Ê ê Ê £ Ê z í A Ê apconsiante cu. PORCCiTAGER arconraNtE cumso emporcentacea curso o poncrsracen COEFICIENTE DE VAZÃO (CV) “É a quantidade de água a 60 ºF medida em galões , que passa por uma determinada restrição em 1 minuto , com uma perda de carga de 1 psi”. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica POSICIONADORES CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Recursos Inovadores Processamento Digital Permite auto setup e fácil ajuste de parâmetros de calibração.Facilidade de configuração e uso dos ajustes. Display Facilita a visualização da posição da válvula, permitindo a simplificação do ajuste do instrumento. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Recursos Inovadores Realimentação Sem Contato Físico O sensor efeito hall elimina as complicações e as dificuldades criadas pelo tradicional sistema de realimentação com braço mecânico. Design Revolucionário - Universal (atuador linear ou rotativo, simples ou dupla ação). - Compacto (também para pequenos atuadores) - Parâmetros configuráveis. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Recursos Inovadores Certificação À prova de explosão e intrinsecamente seguro. (inclusive para aplicações com gás natural) Acordo com fabricantes de válvulas - Pode ser montado em qualquer atuador de válvula do mercado. - Smar é um fabricante independente de posicionador, não é um competidor dos fabricantes de válvula. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica Características Gerais Curso Movimento Linear: 10 a 100mm; Movimento Rotativo: ângulo de 30º a 120º Pressão de Alimentação Mínima : 1,4 Kgflcm?( 20 PSI); Máxima : 7 Kgflem? (100 PSI). Montagem Diretamente à válvula; Com o uso do suporte universal a montagem; pode ser feita em diversas posições. Compensação de Temperatura Circuito eletrônico incorporado. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica E== Características Gerais GEES Suporte Atende as Normas internacionais Rotativo - VDI/VDE 3845. Linear - 1EC534-6 (NAMUR). Vibração De acordo com SAMA PMC 31.1 - 1980, Sec. 5.3, Condition 3, Steady State. Interferência Eletromagnética (RFI) De acordo com IEC 801, EN 50081 e EN 50082. Temperatura (Operação e Armazenagem) -40ºC até 85ºC. CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica 7 o wismarl Módulo do Transdutor do FY GE E: ESTÁGIO CARCAÇA PRINCIPAL —— -Placa Principal - Borneira - Display — ESTÁGIO PILOTO + SERVO - Bico Palheta - Diafragma — — ESTÁGIO VÁLVULA CARRETEL ESTÁGIO SENSOR EFEITO HALL CTS — O 1996 — 2005 Smar Instrumentação Básica