Sistema de controle

Sistemas de Controle

Este termo "Sistemas de Controle" é bastante genérico, de forma a não haver uma definição específica, convencionalmente aceita. A seguir procurarei discutir os seus significados. Os sistemas de controle variam em função das características do processo industrial que irá controlar. Principais características dos processos industriais, que influenciam a configuração os sistemas de controle : 1 - Sistemas contínuos, com predominância de variáveis analógicas Exemplos : uma planta para produção de celulose, uma caldeira para produção de vapor 2 - Sistemas contínuos com predominância de variáveis discretas (entradas de contatos e saídas liga / desliga) Exemplo : Um parque de correias transportadoras 3 - Sistemas que envolvam produtos perigosos - explosivos, inflamáveis e/ou tóxicos 4 - Sistemas de produção em batelada (que podem ou não ter predominância de variáveis discretas e envolver produtos perigosos)

Componentes de um Sistema de Controle

a) Sensores- instrumentos que coletam as informações do processo exemplo: termopares e transmissores de pressão

b) Controladores Aqui ocorrem as maiores variações entre os diversos tipos de sistemas de controle :

- Controlador PID de uma ou mais malhas de controle Estes aparelhos começaram na forma pneumática, passaram a eletrônicos analógicos e agora são digitais, à base de microprocessadores. A opção multimalha apareceu com os instrumentos digitais. São instrumentos para controle de variáveis analógicas, portanto mais utilizados em processos em que a maioria das variáveis são analógicas.

- SDCD - Sistema Digital de Controle Distribuído (DCS - Distributed Control Systems - em inglês) Apareceu junto com os controladores multimalha digitais e possui as seguintes características : - Foram concebidos para aplicações grandes (os multimalhas são indicados para pequenas aplicações) - Como os multimalhas, são voltados principalmente para variáveis analógicas, portanto mais indicados para os processos com maior quantidade de variáveis analógicas - Os controles são concentrados em um processador cego (sem indicações para o operador) - Um número limitado de malhas por processador, para manter a performance - Os processadores são interligados por rede eletrônica digital (normalmente do tipo proprietária de cada fornecedor) - A visualização e comando do processo pelo operador é efetuada por computadores, contendo o fluxograma animado do processo . Estes computadores possuem uma interface para receber e enviar dados aos processadores - Os computadores também são interligados em rede (normalmente - ethernet) - Painéis de Relés Uma estratégia de controle é montada através de interligação de vários relés auxiliares . Por exemplo : Ligar uma bomba quando o nível de um tanque estiver baixo. Como se nota são aplicados para variáveis discretas tipo on - off .

- CLP - Controlador Lógico Programável (PLC - Programable Logic Controllers em inglês)

Com o advento dos microprocessadores, o CLP surgiu para substituir os relés auxiliares, com as seguintes características :

- Interface de programação tipo "Diagrama Ladder" - bastante similar aos esquemas elétricos, de forma a facilitar sua utilização por projetistas especializados em relés auxiliares

- Vocação inicial para variáveis discretas, embora também possa manusear variáveis analógicas

- Normalmente se utiliza somente de um processador, mas pode ser interligado em rede com outro processadores.

- São cegos, e dependem de outro sistema para visualização pelo operador do processo. Estes outros sistemas podem ser : Painéis com lâmpadas de alarme, indicadores e fluxogramas do processo(cinóticos) animados por lâmpadas , computadores rodando softwares de supervisão bem similares aos softwares dos SDCDs .

c) Elementos Finais de Controle 99 % dos elementos finais de controle são as válvulas de controle pneumáticas. Temos também as válvulas solenóides, válvulas motorizadas eletricamente, e os controles de velocidade.

CONCLUSÕES

O Sistema de Controle de um processo industrial é a junção dos vários componentes acima, sensores (item a) e elementos finais de controle (item c) estão presentes em todos os sistemas de controle, havendo variações nos controladores (item b). Conforme a característica dos processos, as aplicações diferem. Vamos a alguns exemplos :

Caldeira para produção de vapor : É comum a aplicação de multimalhas, devido ser uma aplicação pequena. Se na fábrica já houver um SDCD para controle de outras unidades de processamento, uma extensão do SDCD poderá perfeitamente fazer o controle da produção de vapor. Não é comum, mas já existem algumas aplicações de CPL's para controle das variáveis analógicas de caldeiras. Para as variáveis discretas, é comum a utilização de um CLP's

Refinaria - produção de gasolina SDCD para as variáveis analógicas , as variáveis discretas também são controladas pelo SDCD . É comum a utilização de CLP's em conjunto com o SDCD para as variáveis discretas.

Processos tipo batelada Há aplicações com SDCD's ou CLP's, conforme a predominância de variáveis analógicas ou discretas.

Parque de correias transportadoras Devido à predominância de variáveis digitais, os CLP's são mais indicados . Em uma fábrica onde já existam SDCD's para controle de outras unidades, um apêndice do SDCD poderá fazer este controle.

- Aplicações perigosas

- Instalações elétricas/eletrônicas à prova de explosão

- Redundâncias (duplicações de equipamentos)

- Existem CLP's com dupla ou tripla redundância, especialmente projetados para falha zero

Finalizando, esta diretiva discreto -> PLC, analógico -> SDCD nem sempre vale. Razões para isto acontecer : - em muitos casos, um apêndice de um sistema pode ser mais econômico do que se instalar um sistema totalmente novo

- Os SDCDs, inicialmente voltados para variáveis analógicas manuseam também de forma bastante adequada as variáveis discretas, perdendo apenas no quesito preço

- Os CPL's, inicialmente voltados para as variáveis discretas já incorporam várias facilidades para manuseios de variáveis analógicas, sendo plenamente aceitáveis em determinados processos

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