Módulo de nível
0
Descrição do módulo de nível
Sistemas de controle de nível são freqüentemente utilizados em alguns processos e
equipamentos industriais, tais como sistemas químicos, caldeiras, reservatórios em geral, dentre
outros. Em tais processos, determinadas grandezas físicas necessitam ser controladas visando obter
características operativas específicas. A Figura 1 representa um sistema de nível típico.
Figura 1 – Sistema de nível
A Figura 2 representa o sistema de nível do módulo 2305. Trata-se de um modelo produzido
pela Datapool Eletrônica, empresa situada na cidade de Itajubá, sul de Minas Gerais e especializada
na fabricação de equipamentos didáticos para laboratórios de eletroeletrônica.
Neste caso, o processo é composto por dois tanques que se comunicam através de dutos com
vazão controlada. A saída de comando ( VA ) é aplicada a bomba de recalque por intermédio de um
circuito de potência, que envia ou não líquido para o tanque da esquerda. A grandeza a ser
controlada é a altura “h”. Informações do nível são fornecidas através de transdutores específicos.
Instrumentações associadas aos transdutores fornecem sinais elétricos (em tensões ou correntes)
proporcionais às grandezas medidas (sinal ( Vh )).
1
Figura 2 – Sistema de nível do módulo 2305
O módulo de nível é constituído por circuito transdutor, driver de acionamento, conector de
acesso, protoboard e fontes de alimentação, conjunto de tanques, bomba e sensor. A Figura 3 ilustra
o módulo com seus respectivos blocos.
Figura 3 – Módulo de nível 2305
O sensor capacitivo, composto por duas hastes metálicas está fixado na tampa do tanque, do
lado de dentro em contato com o líquido. Um outro tanque em nível mais baixo recebe a vazão do
primeiro. A bomba de recalque é utilizada para bombear o líquido para o tanque mais alto e o
mesmo retorna para o tanque inferior devido à força da gravidade.
Este módulo pode ser ligado a qualquer equipamento de controle (controladores de malhas
analógicas, controladores digitais, controladores lógicos programáveis, placas de aquisição de
2
dados, dentre outros) que tenham entradas e saídas analógicas em níveis de 0 a +5V ou de 0 a
20mA. Tais equipamentos devem possuir, no mínimo, uma saída analógica para o sinal de comando
de controle e uma entrada analógica, para a informação de medição de nível. Em equipamentos de
controle digitais é recomendado que a entrada e a saída analógica tenham resolução mínima de 8
bits, para garantir uma precisão adequada.
Todos os circuitos eletrônicos necessários para o condicionamento de sinais do sistema de
níveis, tais como os filtros, amplificadores, driver e outros foram implementados através de
amplificadores operacionais, transistores, diodos, capacitores e resistores fixos. O diagrama da
Figura 4 ilustra a instrumentação empregada no módulo de controle.
Figura 4 – Diagrama de blocos
O diagrama de blocos ilustrado na Figura 5 mostra uma malha de controle típica, onde o
sistema a ser controlado é o Módulo de Nível 2305:
Figura 5 – Malha típica de controle
A estrutura mostrada é genérica e pode ser usada no controle de muitos outros processos ou
plantas reais. O valor desejado na saída é definido por Vr , conhecido como referência. Este valor
subtraído do sinal de realimentação VN é chamado valor de erro Ve . O controlador processa esta
informação, fornecendo o sinal de comando VA para o sistema.
3