HARDWARE DE CONTROLE

mV

mA

HARDWARE DE CONTROLE

digital

analógicoanalógico

Cálculo da ação de controle

IHM

pneumático

HARDWARE DE CONTROLE

Elemento Final de Controle

Sensor de vazão deve ser instalado upstream da válvula: menos ruídos e flutuacões

HISTÓRICO

PID •introduzidos na década de 20

•nas suas versões iniciais, instalados no campo, junto com válvulas e sensores•no final da década de 30, surgiram os controladores com transmissores, devido ao aumento de tamanho e da complexidade dos processos controlados.•estes utilizavam padrão pneumático (3-15psig): tubos metálicos levavam o sinal de pressão do campo às salas de controle: ação centralizada dos operadores.•no final da década de 50, surgiram os controladores analógicos eletrônicos (controladores analógicos). Utilizam resistores, capacitores e indutores para implementar a ação de controle. Transmissores eletrônicos utilizam sinal de 4-20mA•na da década de 70, a venda de transmissores analógicos superou a de pneumáticos na indústria de controle de processos.

HISTÓRICO

ControleSupervisório

•o primeiro foi instalado em uma refinaria em 1959

novidade

novidade

HISTÓRICO

ControleSupervisório

•o primeiro foi instalado em uma refinaria em 1959

desvantagem da centralização:falha do computadorderruba todo o sistema de controle

HISTÓRICO

DCS •Na década de 70, surgiu uma nova arquitetura: unidades de controle locais (com suas próprias CPUs) interconectadas por um data highway

hot backup: LCU redundantes para aumento de confiabilidade

Possibilidade de falhas

Custo unitário por

malha

HISTÓRICO

HISTÓRICO

“Every drop of oil can be monitored from field to refinery in the Aramco control room”

DCS

•Aplicar o controle tão rápido quanto necessário para que o procedimento se assemelhe a um processo contínuo.

•Baseiam-se em processadores seqüenciais. Logo, cada malha é aplicada em um ponto discreto de tempo

•Entre cada ponto discreto, a ação de controle é mantida constante até que a próxima execução do controlador.

•O tempo decorrido entre duas execuções do controlador é chamado de tempo de ciclo de controle ou intervalo de controle.

•Os ciclos mais rápidos estão na ordem de 0,2s, enquanto que a maioria é de 0,5s a 1s.

DCS

•As malhas regulatórias usam ciclos de 0,5s a 2s.

•Os ciclos de controle supervisório vão de 20s a vários minutos;

•Malhas lentas como nível, temperatura e composição podem operar com ciclos maiores (>20s). O mesmo não é válido para malhas rápidas como vazão e alguns controladores de pressão.

•Um controlador de tempo-real deve priorizar as ações dos controladores.

PLC

•Primariamente usados no controle de bateladas, procedimentos de partida e parada.

•Baseados em lógica ladder, que permite ao usuário especificar uma seqüência de operações lógicas: e.g: “iniciar a vazão de alimentação de um reator até que o seu nível alcance um determinado valor”.

•Um PLC pequeno pode monitorar até 100 operações independentes enquanto que este número em um grande pode chegar a 1000.

•Atualmente, a distinção em PLCs e DCSs está ficando cada vez menos clara. Os PLCs estão sendo projetados para acomodar algoritmos de controle avançado e convencionais, enquanto que alguns DCSs oferecem operações de seqüenciamento e override.

TECNOLOGIA FIELDBUS

•Distribui o controle para instrumentos inteligentes (sensores e válvulas com microprocessadores on board montados no campo.

TECNOLOGIA FIELDBUS

•Utiliza uma comunicação digital de alta velocidade two-ways para comunicar os instrumentos de campo com a LAN.

•Os controles regulatórios são implementados no campo (instrumentos inteligentes) enquanto que o controle avançado e o controle supervisório são executados na LAN.

•Vantagem: reduz cabeamento

•Tecnologia comercialmente nova, mas que, no futuro, moverá o controle regulatório para o campo.

ELEMENTO FINAL DE CONTROLE