UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA -UDESC CURSO: GRADUAO EM ENGENHARIA ELTRICA DISCIPLINA: INTRODUO AOS SISTEMAS DE CONTROLE PROFESSORES: ANTNIO SILVEIRA/MARIANA CAVALCA

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Laboratrio 2: Introduo Planta didtica MPS-PA Estao Compacta da Festo

Objetivos: Estudo dirigido da estao compacta da Festo para experimentos em controle de processos. Alm da familiarizao com os componentes e a configurao da estao, o principal objetivo a ser alcanado equipar o aluno com ferramentas que lhe permitam analisar e controlar os processos ali implementados.

1. Introduo

Em variados processos industriais, comum haver a necessidade de se controlar diversos aspectos da produo, como o nvel de um reservatrio, a temperatura de um ambiente, a vazo de uma tubulao ou ainda a presso em um cilindro, entre muitas outras situaes. Normalmente, no so sistemas de controle isolados, mas interligados, formando complexas plantas industriais.

Entretanto, no importa quo complexo seja o sistema, ele sempre composto de subsistemas mais simples. Nesse sentido, a assimilao dos conceitos bsicos de controle e da tecnologia de aquisio de dados em uma estao compacta como esta da Festo um importante passo para a compreenso, a anlise e o projeto de sistemas de controle mais sofisticados.

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1.1. Descrio dos Componentes do Processo

Nesta seo, a bancada MPS-PA Estao Compacta (Figura 1) apresentada; seus principais componentes (Tabela 1) e outros dispositivos importantes (Tabela 2) so brevemente descritos.

Figura 1 Bancada didtica MPS-PA Estao Compacta.

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Tabela 1 - Descrio dos componentes da bancada didtica.

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B101 - Sensor Ultrassnico

Sada Analgica

02

Tanque de 10 litros

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V102 - Vlvula de esfera com

atuador pneumtico

Controle Digital

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V106 - Vlvula 2/2

vias proporcional

Controle Analgico

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B102 - Sensor de vazo

optoeletrnico

Leitura Analgica

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E104 Aquecedor

Controle Digital

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M101 - Bomba Centrfuga

Controle Digital ou Analgico

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Fonte de alimentao da

bancada em 24V CC

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CLP Siemens S7-300 10

Botoeiras NA, NC e

comandado por chave. Entradas

digitais do CLP

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I/O Board com conversores de

sinal e controlador do

motor

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B103 - Sensor de Presso com clula cermica

Sada Analgica

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B104 - Sensor de temperatura

tipo PT100

Sada Analgica

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Trolley

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Tabela 2 - Outros dispositivos importantes.

B113 e B114 Sensor Capacitivo de Monitoramento

do Nvel

Sada Digital

S112 Sensor de nvel do tipo flutuador para detectar o aumento ou decrscimo de nvel.

S117 e S111 Sensor de nvel do tipo flutuador de segurana para que o aquecedor s ligue se

imerso totalmente e para que no exceda o volume do tanque 101.

Sada Digital

Manmetro Analgico

Leitura at 1 bar

Vlvula Manual Controle do circuito

do fludo

Easyport: Placa de aquisio

de dados

Festo Simulation Box. Emulador de sinais de

entrada e sada analgica.

1.2. Software Fluidlab

O Fluidlab (Figura 2) um aplicativo que permite obter leituras dos sensores, controlar atuadores e realizar diversos ensaios e estudos envolvendo os processos da estao. Atravs deste software, as aes de controle mais utilizadas podem ser aplicadas em processos reais, seus efeitos investigados e os ganhos dos respectivos controladores podem ser ajustados, observando os resultados por eles produzidos. A ativao do Fluidlab pode ser feita pelo atalho FluidLab-PA (CWS or EduKitPA) disponvel na rea de trabalho. necessrio aguardar at que o software identifique o EasyPort USB; caso ele no identifique, desconecte o cabo USB do computador e conecte-o novamente.

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Figura 2 Tela inicial do FluidLab (Supervisrio desenvolvido para a estao MPS-PA).

Roteiro de Trabalho

1. Identifique na planta didtica todos os elementos descritos na Tabela 1.

2. Conecte o EasyPort conforme indicado na Figura 3, execute o FluidLab e entre na janela de configurao (Setup).

Figura 3 Esquema de conexo do EasyPort

3. Na janela de configurao do FluidLab, realize as seguintes atividades: a) Conferncia do mapeamento de entradas e sadas; b) Leitura do valor mximo do nvel em litros (use a gua disponvel nos tanques); c) Obteno do valor mximo da vazo em litros/minuto; d) Leitura do valor mximo da presso em bar; e) Obteno do valor ambiente da temperatura em C.

4. Obteno das respostas ao degrau. Entre na janela Measuring and Control e explore os recursos ali disponveis. Neste ambiente, obtenha a respostas ao degrau para o processo de nvel mostrado na Figura 4. O objetivo controlar o nvel do tanque 2 (B102), tendo como atuador a

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bomba P101 com velocidade varivel. No circuito hidrulico, a vlvula manual V110 ser utilizada como perturbao do sistema.

Figura 4 Processo de Nvel.

5. (Trabalho extra) Pesquise e descreva brevemente o funcionamento dos seguintes elementos da presente malha de controle:

a) Sensor de nvel ultrassnico;

b) Sensor de temperatura do tipo PT100;

c) Manmetro de Bourdon;

d) Bomba Centrfuga.

Bom trabalho!