Controle Automático Gp.: João Carlos, Pedro Duarte e Reginaldo. 2º ANO - EBEP

Controle Automático


>Controle Proporcional:
Conhecido como controlador PID o sinal de controle (ou ação de controle), é diretamente proporcional ao sinal de erro, ou seja, ao erro atuante. Exemplo de coo funciona o processo:
O PV é subtraído do SP para criar o erro. O erro é simplesmente multiplicado por um, dois ou todos os termos P, I e D calculados (dependendo de quais são ativados). Em seguida, as “ações de controle de erro x” resultantes são somadas e enviadas para a saída do controlador. A saída do controlador por sua vez vai para um atuador característico do processo e do seu comportamento para obter a temperatura desejada. Esta nova “caixa preta” chamamos de Função de Transferência do Processo e como o nome diz, ela modela cada tipo de processo e se diferencia em termos de comportamento dependendo de cada aplicação. Um pedal do acelerador por exemplo influencia na velocidade do carro e este comportamento é muito diferente do que a regulagem da fonte de energia na resistência de um forno. Por isto, a função de transferência do processo depende de cada aplicação.

Os modos P,I e D de controle PID podem ser usados em combinações diferentes conforme abaixo:

P – Às vezes utilizado;
PI – O mais utilizado na indústria e em diversas outras aplicações;
PID – Às vezes utilizado;
PD – Raramente utilizado, mas pode ser útil para controlar servomotores.





>Proporcional+integral: Princípio de ação do controlador PI
os controladores proporcional e integral. Apresentam, em suas ações de controle, diferentes proporcionalidades em relação ao sinal, de modo que, no primeiro, o sinal que sai do controlador e vai para o sistema é proporcional ao erro, de maneira instantânea. Enquanto que no segundo este mesmo sinal é proporcional à integral do erro.



É importante ressaltar que ambos os controladores já analisados nesta série, possuem vantagens e desvantagens. Como por exemplo, o fato de o controlador proporcional poder fazer com que o sistema atinja o regime permanente de maneira mais rápida, porém, sem eliminar o erro estacionário para uma entrada em degrau, em contrapartida, o controlador integral pode proporcionar a eliminação deste erro, pagando o preço de não produzir uma ação de controle tão rápida quanto a anterior.



Neste momento, apresenta-se para o leitor, o controlador proporcional-integral, ou controlador PI. Como o nome sugere, o controlador em questão, tem duas componentes em sua ação de controle, uma proporcional ao erro e outra proporcional à integral do erro.

















>Proporcional+integral+derivativo:
O Controle PID é um algoritmo utilizado em controle de processos, de forma a deixar o mesmo muito mais preciso. Unindo as ações proporcional (minimiza o erro), integral (zera o erro), derivativo (antecipa o erro), controlando uma variável de processo.
Ajustar os parâmetros do controlador PID não é uma tarefa tão complexa, como podemos imaginar, existem algumas técnicas para determinação desses valores. Entretanto, no ambiente prático e industrial,os valores são definidos por tentativa e erro. Claro, que isso depende de algumas coisas como, o quão crítico é o processo, o conhecimento do Engenheiro ou Técnico que realizará o ajuste.

Método Ziegler- Nichols: O mais utilizado e famoso, por conta de sua simplicidade de aplicação;
Método CHR: Método com regras de ajustes diferenciados, tanto para a mudança do valor de setpoint, quanto características regulatórias;
Método Cohen-Coon: Elaborado para processos com tempos mortos mais elevados;
Método ITAE: Um dos melhores para sintonia dos parâmetros dos controladores;
Método IMC: Determina-se os valores a partir do modelo de processo a afim de obter o controlador mais adequado;

>Funcionamento das estratégias de controle abaixo:

*Controle Feedback
Também chamado de controle retroativo (realimentação ou feedback) necessita de informações da saída do controlador através de elementos sensores ou transdutores, compara o sinal da saída com o set-point(referência) e corrige a saída caso a mesma esteja desviando-se dos parâmetros programados.
A utilização da realimentação e, portanto, do controle em malha fechada, permite, entre outros:
Aumentar a precisão do sistema;
Rejeitar o efeito de perturbações externas;
Melhorar a dinâmica do sistema e, eventualmente, estabilizar um sistema naturalmente instável em malha aberta;
Diminuir a sensibilidade do sistema a variações dos parâmetros do processo, ou seja, tornar o sistema robusto.


*Cascata: O Processo
• Reação exotérmica no reator A -> B
• Reagente A disponível a uma temperatura baixa
• Variável controlada: