Instrumentação conceitos básicos

Instrumentação conceitos básicos

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A maior parte dos processos industriais é controlado através de uma ciência denominada de INSTRUMENTAÇÃO que é a ciência que aplica e desenvolve técnicas para adequação de instrumentos de medição, transmissão, indicação, registro e controle de variáveis físicas em equipamentos nos processos industriais. Nas indústrias de processos tais como siderúrgica, petroquímica, alimentícia, papel, etc.; a instrumentação é responsável pelo rendimento máximo de um processo, fazendo com que toda energia cedida, seja transformada em trabalho na elaboração do produto desejado.

As principais grandezas que traduzem transferências de energia no processo são: PRESSÃO, NÍVEL, VAZÃO, TEMPERATURA; as quais denominamos de variáveis de um processo ou fundamentais.

Os instrumentos podem estar interligados entre si para realizar uma determinada tarefa nos processos industriais.

A associação desses instrumentos chama-se malha e em uma malha cada instrumento executa uma função.

Os instrumentos são divididos em três grupos:

1- elementos primários 2- elementos secundários 3- elementos finais de controle

1- ELEMENTOS PRIMÁRIOS

São dispositivos com quais conseguimos detectar alterações na variável do processo.

• Ex.: Placa de orifício

Ex.: bulbo de termômetro. Ex.: TE – Sensor de temperatura

2- ELEMENTOS SECUNDÁRIOS

relês em geral, etc

São dispositivos que recebem e tratam o sinal do elemento primário, por exemplo: transmissores, indicadores, registradores, controladores e

Instrumento que mede uma determinada variável do processo e a envia a distância a um instrumento receptor, normalmente localizado no painel.

Instrumento que fornece uma indicação visual da situação das variáveis do indicador, pode se apresentar na forma analógica ou digital

Ex.: Manômetro

Instrumento que registra a variável do processo através de traços em um gráfico.

• Ex.: Trend SDCD

Instrumento que recebe uma informação na forma de um sinal e altera a forma de informação e o emite como um sinal de saída. O conversor é também conhecido como transdutor.

• Ex.: Transmissor de Pressão

• Ex.: Atuador Elétrico

Instrumento que realiza operações nos sinais de valores de entrada de acordo com uma determinada expressão e fornece uma saída resultante da operação.

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

manter a variável do processo ( pressão, temperatura, vazão, nível, etc)

Instrumento que tem um sinal de saída que pode ser variado para dentro do set-point estabelecido ou para alterá-la de um valor previamente determinado.

• Ex: Controlador local

• Ex: Software Supervisório

3- ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE.

Dispositivos cuja função é modificar o valor de uma variável que leve o processo ao valor desejado. Estão em contato direto com as variáveis do processo.

Os equipamentos podem ser agrupados conforme o tipo de sinal transmitido ou o seu suprimento.

A seguir um histórico da evolução da instrumentação: A INSTRUMENTAÇÃO PNEUMÁTICA

• Custo elevado • Operação dedicada

• Pouco flexível

• Manutenção Dispendiosa

• Limitação de distância

• Precisão reduzida

Operação à Distância

À medida que os processos controlados se multiplicaram, surgiu a necessidade da operação se realizar à distância e de forma centralizada.

A tecnologia pneumática usa um sinal de pressão de ar ( 3 ~ 15 psi) como elemento de comunicação entre seus elementos.

Os Painéis Centralizados Os Painéis Centralizados

À medida que os controles se tornam mais numerosos aumenta a complexidade das instalações.

Nesse tipo é utilizado um gás comprimido, cuja pressão é alterada conforme o valor que se deseja representar.

O padrão de transmissão ou recepção de instrumentos pneumáticos mais utilizado é de 0,2 a 1,0 kgf/cm2 (aproximadamente 3 a 15psi no Sistema Inglês).

Vantagem

A grande e única vantagem em se utilizar os instrumentos pneumáticos está no fato de se poder operá-los com segurança em áreas onde existe risco de explosão (centrais de gás, por exemplo).

Desvantagens

Necessita de tubulação de ar comprimido (ou outro gás) para seu suprimento e funcionamento.

desumidificador, etc, para fornecer aos instrumentos ar seco, e sem

Necessita de equipamentos auxiliares tais como compressor, filtro, partículas sólidas.

Devido ao atraso que ocorre na transmissão do sinal, este não pode ser enviado à longa distância, sem uso de reforçadores.

Normalmente a transmissão é limitada a aproximadamente 100 m. Vazamentos ao longo da linha de transmissão ou mesmo nos instrumentos são difíceis de serem detectados. Não permite conexão direta aos computadores.

Similar ao tipo pneumático e com desvantagens equivalentes, o tipo hidráulico utiliza-se da variação de pressão exercida em óleos hidráulicos para transmissão de sinal.

É especialmente utilizado em aplicações onde torque elevado é necessário ou quando o processo envolve pressões elevadas.

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