Nota:
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo
Aluno:
PRONTUÁRIO:
Assinatura:
Disciplina:
CONTROLE DE PROCESSOS
Turma:
Prova: 2
Duração:
Professor:
ALEXANDRE BRINCALEPE CAMPO
Uso de Calculadora:
Sim ( X )
Não (
)
N7
90 min
Data:
Consulta: Sim (
)
Não (
)
1) (3,0) Uma fábrica possui um processo em que um produto que deve ter sua acidez controlada (pH) mantendo
um valor neutro (pH = 7). Duas tubulações A e B transportam líquidos para um tanque, sendo que a tubulação
A contém o produto que deverá ter seu pH controlado. Nesta tubulação o produto transportado tem uma
vazão (v A i (t)) que também deve ser controlada. O produto resultante é escoado desse tanque através de
uma saída existente na sua base com o pH desejado. A quantidade total da mistura deve permanecer
constante no interior do tanque e para isso o nível (n(t)) é medido automaticamente e a vazão de entrada do
componente principal da mistura (Componente A) deve ser controlada. O componente A possui um pH alto
(adstringente) e deve receber pequenas doses do componente B (ácido) para que tenha seu pH reduzido. O
pH do produto que se encontra no interior do tanque é constantemente medido pela instrumentação
analítica e esta informação é utilizada para controlar a vazão do produto B. Desenhe um diagrama de blocos
do processo, identifique cada uma das variáveis descritas no texto acima com aquelas presentes no diagrama
de blocos e faça um esboço do diagrama P&I.
2) a) (2,0) Quais são os parâmetros K, τ e T que melhor descrevem a função de transferência do sistema que possui a
resposta em malha aberta apresentada no gráfico abaixo quando é aplicado um degrau unitário em sua entrada U(s)?
− sT
C ( s ) Ke
=
U ( s ) τ .s + 1
b) (1,0) Utilizando as informações do gráfico abaixo faça um ajuste de um controlador PID através do primeiro método
de Ziegler-Nichols. Desenhe o diagrama de blocos resultante indicando as funções de transferência no interior de cada
bloco.
3) (2,0) Explique o significado de um índice de desempenho de um sistema que seja construído da seguinte forma:
J = u (t )
∞
+ e(t )
2
Sabendo que e(t) é o erro do sistema e u(t) é a variável de saída do controlador. Além disso:
y (t )
∞
= máx y (t ) no intervalo T analisado.
T
y (t ) 2 = ∫ y (t ) 2 dt
0
T
y (t ) = ∫ y (t ) dt
0
4) (1,0) Explique com suas palavras o objetivo, o desenvolvimento e os resultados de um dos artigos de referência
utilizados na disciplina:
“REDUÇÃO DO EFEITO DE DISTÚRBIOS EM MALHAS DE CONTROLE DE PRESSÃO NOS FORNOS DAS BATERIAS DE
COQUE DA ÁREA DE REDUÇÃO DA ARCELORMITTAL TUBARÃO”
5) (1,0) Explique a ação de controle derivativa num controlador PID. Segundo o artigo (IEEE) quais são duas precauções que
podem ser tomadas para lidar com o fato do termo derivativo ser não-causal e de possuir ganho infinito em altas
frequências ?