Controle de processos

Controle de processos

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UnilesteMG – C urso de Especialização em Controle de Processos Industriais

Técnicas de Controle de Processos Industriais

Estratégias de Controle Avançado

1. Introdução

• Será abordado alguns componentes chaves de simples de controle mais complexos;

• A questão chave é determinar as variáveis de controle que devem ser escolhidas para se controlar um determinando processo.

• Outro problema a ser discutido é a questão da interação entre diferentes malhas de controle.

2. Controle Cascata

• Pode ser usado quando existem diversos sinais de medição e uma variável de controle;

• É particularmente útil quando existem dinâmicas significativas, ex., longos tempos de atraso ou constantes de tempo, entre a variável de controle e a variável de processo.

• Um melhor controle pode ser obtido empregando-se variáveis intermediárias que respondem mais rápido ao sinal de controle.

• A malha de controle é construída aninhando-se outras malhas de controle como mostrado na figura abaixo:

2.1. Escolha de variáveis secundárias

• Deve ser verificado se o controle em cascata irá trazer algum benefício; • As regras básicas para selecionar variáveis secundárias são:

• Deve existir uma relação bem definida entre as variáveis primárias e secundárias; • Distúrbios essenciais deve agir na malha interna;

Cp Cs P1 P2 Processo

Malha interna Malha externa

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• A malha interna deve ser mais rápida que a malha externa.

Como regra prática a diferença entre constantes de tempo deve ser de pelo menos 5 vezes; • Deve ser possível ter um alto ganho na malha interna.

• Uma situação comum é de se ter a malha interna ao redor do atuador; • Pode ser usada para linearizar características não lineares;

2.2. Sintonia e Comissionamento

• Deve ser ajustado seguindo-se uma seqüência correta; primeiro a malha interna depois a externa;

2.3. Saturação da ação integral

• Se for usada a ação integral em ambas as malhas é necessário um esquema para evitar o windup;

• A malha interna pode ser manuseada da forma comum, porém, não é uma tarefa trivial evitar o windup da malha externa; • Existem três situações que devem ser cobertas:

• O sinal de controle na malha interna pode saturar;

• A malha de controle secundária pode ser chaveada para uma referência interna;

• O controlador secundário é chaveado do modo automático para o manual;

• Isto basicamente requer que um sinal de rastreamento seja injetado no controlador primário;

2.4. Algumas aplicações • Posicionadores de válvulas

• Controle de motores

• Trocador de calor

3. Controle Antecipatório

• No controle por realimentação é necessário que ocorra um erro antes que o controlador tome qualquer ação;

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• Em alguns casos é possível medir o distúrbio antes que ele tenha influenciado o processo; é então natural tentar eliminar seus efeitos antes que seja criado um erro de controle;

• O princípio do controle antecipatório esta mostrado na figura abaixo:

• O controle antecipatório tanto pode ser usado para sistemas lineares quanto para sistemas não lineares, entretanto, ele requer um modelo matemático do sistema; • Seja o sistema descrito por:

Podemos cancelar o mesmo fazendo:

sU u

Logo, o controlador antecipatório terá o seguinte modelo:

sG u

• O controlador antecipatório, em geral, é um sistema dinâmico;

A função Gff deve ser estável, o que significa que Gv deve ser estável;

• Pode-se também usar ganhos estáticos, neste caso o controlador é chamado de controle antecipatório estático;

• Se Gu e Gv forem processos de primeira ordem, ou de Segunda, o controlador resultante será do tipo rede de atraso-avanço;

GuGff Σ

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