Sistemas de Controle - Parte 1

Sistemas de Controle - Parte 1

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Prof. Celso – Módulo 1 1

Sistema de Controle: é um sistema cuja saída é controlada para assumir um valor determinado ou seguir uma determinada entrada.

Fig.01 – Sistema de controle manual para regular o nível de fluído em um reservatório. O operador ajusta a válvula observando o nível atual do fluído.

Sistema: é a interação entre vários componentes, sendo de interesse apenas a relação entre a entrada e a saída.

Exemplos de Sistemas: - Usina Hidreétrica

- Motor elétrico

- Automóvel

- Mesa rotativa

Os componentes (ou os processos) podem ser representados por blocos

EntradaSaída
CombustívelEletricidade
EntradaSaída
PotênciaRotação
Elétricamecânica

Usina

Motor Elétrico

EntradaSaída
AceleradorVelocidade

Automóvel

EntradaSaída
TensãoRotação
mecânica

Mesa Rotativa

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Planta: é o equipamento a ser controlado (motor, atuador, reator, etc) Processo: é todo fenômeno, natural ou artificial, que evoluem segundo uma dinâmica (processo químico, biológico, etc.)

Perturbação externa ou distúrbio: São sinais com efeitos indesejados sobre o processo

Formas de Sistemas de Controle

Sistema em malha aberta: é um sistema composto por uma planta ou processo e um controlador sem que haja interferência do sinal de saída no sinal de controle.

Sinal de
Entrada Controle Saída
TemperaturaPotência Temperatura

desejada

Sistema em malha fechada (ou sistema realimentado, ou sistema com retroação): Uma parcela do sinal de saída é realimentado junto à entrada do sistema.

Sinal de
Entrada Erro Controle Saída
TemperaturaPotência Temperatura

desejada

Sistemas de Controle

Sistemas em Malha Aberta:

Sistemas em Malha Fechada:

Maior ganho Sistemas estáveis Sistemas mais simples Menor custo

Mais preciso Menos sensível a distúrbios Sistemas menos sensíveis a variações dos componentes Maior velocidade de resposta Maior faixa de passagem

Controlador (Chave seletora)

Processo ou Planta (Aquecedor Elétrico)

Controlador (Ch Seletora)

Processo (Aq. Elétrico)

Sensor (Termômetro)

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Controlador
Sinal de
Entrada Controle Saída
valor ação de variável variável
desejado controle manipulada controlada

Sistemas em Malha Aberta – Elementos

Elemento (ou estratégia) de controle: Determina a ação que deve ser tomada visando o controle do processo. Elemento de correção (atuador): age sobre a variável manipulada provocando mudança no processo. Processo (ou planta): sistema no qual uma variável é controlada.

Exemplo:

Sinal de
Entrada Controle Saída
Tensão Veloc
(velocidadereal

desejada)

Elemento de controle

Processo ou Planta

Elemento de correção (Atuador)

Elem.controle amplificador

Processo

Mesa Rot. Atuador

Motor C

Exercício: 1) Os seguintes sistemas são em malha aberta ou em malha fechada? Por que?

a) Uma chaleira elétrica que desliga quando a água ferve.
b) Um refrigerador.
c) Uma chapa elétrica usada em lanchonete (Trembão).

d) Pregão da bolsa de valores.

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Comparação Controlador
Sinal de
EntradaErro Controle Saída
valoração variável variável
desejadode manipulada controlada

Sistemas em Malha Fechada – Elementos controle

Elemento de comparação: Compara o valor de referência (ou valor desejado) com o valor medido da variável controlada. Elemento (ou estratégia) de controle: Determina a ação que deve ser tomada visando o controle do processo. Elemento de correção (atuador): age sobre a variável manipulada provocando mudança no processo. Processo (ou planta): sistema no qual uma variável é controlada. Sensor (ou transdutor, ou elemento de medida): converte o sinal da variável controlada para valores adequados a ser aplicado no comparador.

Exemplo:

EntradaSaída
TensãoVeloc
(velocreal

desejada)

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