Controle de Processos_capitulo 3
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oraerica.com.br Controle de Controle de Processos Processos Industriais Industriais Código: 3691 Princípios e Princípios e Aplicações Aplicações www.edito www.editoraerica.com.br Código: 3691 Autor: Claiton Moro Franchi
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Livro Controle de Processos Industriais - Automação Industrial
Transcript of Controle de Processos_capitulo 3
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Controle de Controle de Processos Processos Industriais Industriais
Cdigo: 3691
Princpios e Princpios e AplicaesAplicaes
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www.editoraerica.com.br
Cdigo: 3691
Autor: Claiton Moro Franchi
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Captulo 3Captulo 3
Respostas Dinmicas dos ProcessosRespostas Dinmicas dos Processos
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Captulo 3Captulo 3
Ao Direta e Ao Direta e ReversaReversa(Elementos (Elementos de Controle)de Controle)
Ao direta: aumento naentrada, aumento na sada.
Ao reversa: aumento naentrada, reduo na sada.
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Captulo 3Captulo 3
Ao Direta (Reator Exotrmico)Ao Direta (Reator Exotrmico)
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Captulo 3Captulo 3
Ao Reversa (Sistema de Aquecimento)Ao Reversa (Sistema de Aquecimento)
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Captulo 3Captulo 3
Controle LigaControle Liga--Desliga (Desliga (OnOn--Off)Off)
Nesse tipo de controle, o elemento final de controle somente pode assumir duas posies: totalmente aberto ou totalmente fechado.
MV = 0% para PV > SP
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Ao tpica do controlador
MV = 0% para PV > SP
MV = 100% para PV < SP
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Captulo 3Captulo 3
Controlador Controlador OnOn--Off com Banda MortaOff com Banda Morta
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Captulo 3Captulo 3
Caractersticas do Caractersticas do Controlador Controlador OnOn--OffOff
A sada do controlador no depende do tamanho do erro.
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A sada do controlador no depende do tamanho do erro.
A atuao do controlador pode provocar oscilaes no processo.
Nunca consegue fazer a varivel de processo igual ao setpoint, havendo sempre offset.
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Captulo 3Captulo 3
Controlador ProporcionalControlador Proporcional
A sada desse controlador proporcional diferena entre a varivel de processo e o valor desejado (erro).
Controle proporcional
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w
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EKMV P=
Sendo:
KP = ganho do controlador E = erro MV = varivel manipulada
Controle proporcional de nvel de lquido:
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Captulo 3Captulo 3
Diagrama de Blocos de um Controlador PDiagrama de Blocos de um Controlador P
Relao entre entrada e sada para o controlador P:
w
w
w
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Assim, o ganho do controlador KP dado por:
EMVK P
=
Considerando relao entre a PV e o erro (E), o ganho do controlador pode ser escrito como:
PVMVK P
=
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Captulo 3Captulo 3
Banda Proporcional (BP)Banda Proporcional (BP)
Definida como a mudana em PV que faz com que a sada do controlador mude para 100%.
w
w
w
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%%100
PBPVMVK P =
=
Assim:
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Captulo 3Captulo 3
Caractersticas do Controlador PCaractersticas do Controlador P
Sada do controlador proporcional ao erro.
Apresenta offset aps perturbao na carga.
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Apresenta offset aps perturbao na carga.
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Captulo 3Captulo 3
Controlador Integral (I)Controlador Integral (I)
A ao integral tem como finalidade remover o erro que permanece no controlador.
Resposta do controlador I
w
w
w
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Resposta do controlador Ia uma perturbao degrau:
01 MVdtE
TMV
I
+=
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Captulo 3Captulo 3
Constante IntegralConstante Integral
O tempo integral definido como o tempo necessrio para o integral repetir o que fez o proporcional.
Resposta do controlador I para diferentes constantes integrais:
w
w
w
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min/min/
11repeties
repetioTK
II ===
diferentes constantes integrais:
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Captulo 3Captulo 3
Resposta do Controlador IResposta do Controlador I
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Captulo 3Captulo 3
Famlias de Curvas para Ganho IntegralFamlias de Curvas para Ganho Integral
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Captulo 3Captulo 3
Ganho do Controlador IGanho do Controlador I
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errodoemiaosegundoporMVdaemiao
Edt
dMV
K I %var%var
==
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Captulo 3Captulo 3
RespostaResposta do Controlador I do Controlador I
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Captulo 3Captulo 3
Controlador Proporcional Integral (PI)Controlador Proporcional Integral (PI)
Controlador que possui uma combinao das aes proporcionais e integrais.
Resposta da ao integral emresposta a erro em degrau:
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resposta a erro em degrau:
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Captulo 3Captulo 3
Controlador PI SrieControlador PI Srie
Nesta configurao, o ganho proporcional multiplicado tambm pelo ganho integral, proporcionando uma resposta mais rpida do sistema.
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w
w
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integral, proporcionando uma resposta mais rpida do sistema.
)0()( =++= tPIP MVdtEKKEKMV
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Captulo 3Captulo 3
Resposta do Controlador PI SrieResposta do Controlador PI Srie
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Captulo 3Captulo 3
WindupWindup IntegralIntegral
Situao em que o controlador PI pode criar uma saturao quando a varivel manipulada atinge 100%.
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Captulo 3Captulo 3
Resposta dos Controladores PIResposta dos Controladores PI
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Captulo 3Captulo 3
Funes de Transferncia e Famlia de Curvas
Controlador DControlador D
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Captulo 3Captulo 3
Resposta da Ao Derivativa para Condies de Erro
ControladorControlador DD
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Captulo 3Captulo 3
Variaes do Tipo Degrau e Sua Resposta no Controlador
Controlador DControlador D
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Captulo 3Captulo 3
Ao Derivativa ModificadaAo Derivativa Modificada
Alguns controladores podem utilizar uma ao derivativa modificada, que pode ser expressa em termos da mudana da taxa da varivel de processo sobre o tempo, dada por:
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w
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tempo, dada por:
)( 0=+= tD MVdtdPVTMV
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Captulo 3Captulo 3
Controlador PDControlador PD
Controlador composto por aes proporcionais e derivativas agrupadas.
=>dE )()( paraleloMVdPEKEKMV ++=
Para
w
w
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=>dtdE )()( 0 paraleloMVdt
dPEKEKMV tDp =++=
)()( 0 srieMVdtdPEKKEKMV tDpp =++=
=>dt
dPV )()( 0 paraleloMVdtdPVKEKMV tDp =+=
)()( 0 srieMVdtdPVKKEKMV tDpp =+=
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Captulo 3Captulo 3
Controlador PDControlador PD
Representao grfica dos controladores PD:
Para
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Controladores PD (a) paralelo e (b) srie.
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Captulo 3Captulo 3
Controlador PDControlador PDResposta tpica dos controladores PD:
Para
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Controladores PD (a) paralelo e (b) srie.
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Captulo 3Captulo 3
Controlador PDControlador PDResposta dos controladores para perturbao no erro:
Para
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Controladores PD (a) paralelo e (b) srie.
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Captulo 3Captulo 3
Controlador PDControlador PD
Comparao da resposta com controladores P:
Para
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Controladores PD (a) paralelo e (b) srie.
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Captulo 3Captulo 3
Controlador PIDControlador PIDComparao da resposta dos controladores proporcionais integrais ederivativos, sendo sua equao padro representada por:
Para
=++= )0(tDIP MVdtdEKdtEKEKMV
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=++= )0(tDIP MVdtKdtEKEKMV
Controladores PD (a) paralelo e (b) srie.
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Captulo 3Captulo 3
Controlador PIDControlador PIDConfigurao para controladores PID paralelo e srie com ao derivativa padro e modificada.
Para
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Controladores PID com ao derivativa padro e modificada (a) paralelo e (b) srie.
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Captulo 3Captulo 3
Preveno do Integral Preveno do Integral WindupWindup
Para prevenir o integral windup, alguns controladores zeram a ao integral quando a sada do controlador atinge 100%.
Para
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Captulo 3Captulo 3
Escolha do Controlador CorretoEscolha do Controlador Correto
Para
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Captulo 3Captulo 3
Implementao Implementao do Controlador PID na do Controlador PID na PrticaPrtica
Para
PID aplicado a um processo
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PID aplicado a um processo
Sada de produto
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Captulo 3Captulo 3
Diagrama de Blocos (a) e Conexo Eltrica (b)
Para
Controlador PIDControlador PID
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Captulo 3Captulo 3
Configurao de Controlador PID em CLP Comercial
Para
Controlador PIDControlador PID
Ganho
proporcionalSetpoint
Varivel de
processo
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w
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Tempo
integral
Tempo
derivativo
Banda morta
Varivel
manipulada
Offset
Modo
![MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE UM SISTEMA DE … · como compensadores de fase e controladores PID [1, 3, 4], e controle moderno, como controle ótimo, controle robusto [5] e controle](https://static.fdocumentos.com/doc/165x107/5bc7da7909d3f267298c3973/modelagem-e-simulacao-de-um-sistema-de-como-compensadores-de-fase-e-controladores.jpg)
