CONTROLE III
Considerações iniciais
A palavra controle é normalmente utilizada em diferentes contextos (termos como
controle de qualidade, controle de finanças, controle de produção, entre outros, cobrem um
vasto espectro de atividades). Todos estes contextos estão baseados na existência de um
sistema, cujo comportamento se queira influenciar, e na liberdade de tomar ações, as quais
irão forçar o sistema a agir de maneira desejada (Bissel, 1993). Segundo Bolton (2002), o
termo sistema é usado para descrever uma série de componentes que interagem em torno de
uma condição limite imaginária, havendo particular interesse nas suas entradas e saídas, e na
relação entre as mesmas. Um sistema de controle é assim chamado, quando a sua saída é
controlada para assumir um valor particular ou seguir uma determinada entrada.
Como exemplo, Kuo (1985) cita o ser humano como sendo o mais sofisticado e
complexo sistema de controle, pois ele é capaz de desempenhar uma série de tarefas,
incluindo a tomada de decisões. Algumas delas, tais como a de pegar objetos ou simplesmente
caminhar, são normalmente realizadas de forma rotineira. Outras, como um atleta olímpico na
prova de maratona, devem ser desempenhadas da melhor maneira possível, pois ele não
somente deve correr a distância específica em curto tempo, como deve também administrar o
consumo de energia, de forma a poder completar a prova.
Desde o início dos tempos, o homem tem procurado facilitar as suas tarefas do
cotidiano através da automatização. O emprego de dispositivos automáticos remonta aos
tempos antigos. Entre os primeiros exemplos, podem ser citados os controles de vazão e de
nível nos reservatórios de água da Roma Antiga, o relógio mecânico inventado no Séc. XII e a
máquina aritmética de Pascal. No Séc. XVIII, a automação teve papel preponderante na
Revolução Industrial. O "regulador centrífugo" de James Watt, primeiro controlador industrial
desenvolvido em 1769, era aplicado no controle de velocidade de máquinas a vapor. O grande
avanço da teoria e da aplicação de controle, entretanto, verificou-se durante a Segunda Guerra
Mundial e, posteriormente, na Era Espacial, quando se tornou necessário construir sistemas de
controle precisos e de alta complexidade para guiar foguetes, sondas e naves espaciais (Ogata,
2003).
Com o advento dos computadores e a rápida expansão da capacidade de
processamento dos mesmos, cada vez mais, as tarefas desempenhadas por um sistema de
controle estão sendo executadas de forma automática, com mais facilidade, simplicidade e
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segurança. Este fato permitiu tanto a ampla difusão da utilização do controle automático como
o desenvolvimento de tecnologia para tal (Balchen, 1999). Atualmente, os sistemas de
controle automático são amplamente encontrados em todos os setores da indústria, tais como:
controle de qualidade de produtos manufaturados, linha de montagem automática, controle de
máquinas operatrizes, tecnologia espacial, sistemas de armamento e defesa, sistemas de
transporte, sistemas de potência, robótica e muitos outros. Dessa forma, tais sistemas têm
assumido um papel progressivamente importante no desenvolvimento tecnológico.
Praticamente todo aspecto de nossas atividades diárias é afetado por algum tipo de sistema de
controle.
O sucesso de sistemas de controle nas mais diversas áreas se deve a uma clara
especificação de seus objetivos. Genericamente, seu objetivo é controlar as saídas de alguma
maneira pré-determinada, através das entradas e de elementos adequados do sistema.
Especificamente, busca-se maior segurança das pessoas trabalhando na unidade e da
comunidade ao seu redor; proteção do meio ambiente; proteção dos equipamentos e da
integridade física da unidade; operação suave, evitando propagação de distúrbios; qualidade,
os produtos devem estar dentro das especificações; aumento do lucro, garantindo a
competitividade da empresa; monitoração e diagnose, permitindo a supervisão e análise da
operação da unidade. Todas estas características não são apenas necessárias, mas
imprescindíveis para o sucesso de um processo industrial moderno (Bolton, 2002).
A Figura 1 mostra um sistema de controle:
Distúrbios
Sensores
Atuadores
Sistema a ser
controlado
Correção
Medição
Controlador
Saídas
Entradas
(visualização, alarmes)
(sinais de comando)
Figura 1 – Diagrama esquemático de um sistema de controle
O sistema a ser controlado pode ser um avião, um sistema de distribuição e geração de
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energia elétrica, um processo industrial ou um robô, por exemplo. Tanto a medição quanto a
correção podem ser transmitidas analogicamente ou digitalmente através de sinais elétricos,
dispositivos mecânicos, linhas pneumáticas ou hidráulicas. De forma similar, o controlador
pode ser mecânico, pneumático, hidráulico, elétrico ou digital (Dorf e Bishop, 2001).
Nesse sentido, a realização de trabalhos experimentais torna-se uma ferramenta
poderosa na pesquisa e ensino de sistemas de controle. É importante que haja uma conexão
entre teoria e prática, de maneira a facilitar o aprendizado do aluno.
Referências Bibliográficas
BALCHEN, J. G. How have we arrived at the present state of knowledge in process
control? Is there a lesson to be learned? Journal of Process Control, 9, 101-108 (1999).
BISSEL, C. C. Control Engineering. London: Chapman & Hall (1993).
BOLTON, W. Engenharia de Controle. São Paulo: Makron Books do Brasil (2002).
DORF, R. C. e BISHOP, R. H. Sistemas de Controle Moderno. Tradução de: FILHO, B.
S. S. 8ª ed. Rio de Janeiro: LTC Editora (2001).
KUO, B. C. Sistemas de Controle Automático. Tradução de: SALES, R. M. e LEITE, V.
M. P. 4ª ed. Rio de Janeiro: Prentice-Hall do Brasil (1985).
OGATA, K. Engenharia de Controle Moderno. 4ª ed. São Paulo: Prentice Hall (2003).
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