Normalizado Sistemas Digitais de Controle

  • View
    219

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Normalizado Sistemas Digitais de Controle

  • 8/6/2019 Normalizado Sistemas Digitais de Controle

    1/69

    SENAI - CETIND

    SISTEMASDIGITAIS

    DECONTROLE

  • 8/6/2019 Normalizado Sistemas Digitais de Controle

    2/69

    SENAI - CETIND

    Lauro de Freitas2007

    SISTEMASDIGITAISDECONTROLE

  • 8/6/2019 Normalizado Sistemas Digitais de Controle

    3/69

    Copyright 2007 por SENAI DR BA. Todos os direitos reservados

    TECNOLOGIA DE PROCESSOS (TEP)

    Elaborao: Ildefonso Martins dos SantosEngenheiro Eletricista

    Reviso Tcnica: Lus Cludio da Silva e SilvaJadson Arago Rezende Filho

    Reviso Pedaggica: Janaildes Maria dos Santos

    Normalizao: Talita Batista de Brito

    Catalogao na Fonte (NIT Ncleo de Informao Tecnolgica)______________________________________________________________

    SENAI- DR BA. Sistemas digitais de controle. Lauro de Freitas:CETIND, 2007.68 p., il. (Rev.00)

    1. Sistemas Digitais de Controle 2. Controladores 3. TransmissoresI. Ttulo

    CDD 621.398 1______________________________________________________________

    SENAI - SERVIO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIALCETIND - CENTRO DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL PEDRO RIBEIROAv. Luis Tarqunio Pontes, 938 - Aracu - Lauro de Freitas - BahiaTel: (71) 3379-8200

    Fax: (71) 3379-8299/ 49www.cetind.fieb.org.br

  • 8/6/2019 Normalizado Sistemas Digitais de Controle

    4/69

    SUMRIO

    APRESENTAO1 EVOLUO DAS TECNOLOGIAS DE CONTROLE......................................... 5

    1.1 ERA PNEUMTICA................................................................................................... 5

    1.2 ERA ELETRNICA.................................................................................................... 6

    1.3 ERA FIELDBUS.......................................................................................................... 9

    2 TRANSMISSORES INTELIGENTES .................................................................... 11

    2.1 INTRODUO ........................................................................................................... 11

    2.2 CONCEITO DE SENSOR E TRANSMISSOR .......................................................... 11

    2.3 OS TRANSMISSORES INTELIGENTES.................................................................. 12

    2.4 FUNCIONAMENTO................................................................................................... 13

    2.5 OPERAO ................................................................................................................ 14

    2.6 TEORIA DE FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO .................................................. 16

    2.7 DESCRIO FUNCIONAL DO SOFTWARE.......................................................... 19

    3 CONTROLADORES DIGITAIS ............................................................................. 33

    3.1 HISTRICO................................................................................................................. 33

    3.2 CONCEITO.................................................................................................................. 343.3 CONTROLADORES................................................................................................... 35

    3.4 CONTROLADOR DIGITAL CD 600......................................................................... 36

    3.4.1 Introduo..................................................................................................................... 36

    3.4.2 Operao do CD600 ..................................................................................................... 37

    4 SISTEMA SUPERVISRIO .................................................................................... 40

    4.1 SISTEMA SUPERVISRIO DA PLANTA PILOTO DE PROCESSOS................... 41

    5 SISTEMA DIGITAL DE CONTROLE DISTRIBUIDO (SDCD)......................... 45

    5.1 CONCEITOS DE REDUNDNCIA NOS DIVERSOS NVEIS ............................... 55

    5.2 PROTOCOLO HART.................................................................................................. 56

    6 PARTE EXPERIMENTAL....................................................................................... 63

    6.1 EXPERINCIA N0 1 ................................................................................................... 63

    REFERNCIAS ......................................................................................................... 65

    GLOSSRIO .............................................................................................................. 67

  • 8/6/2019 Normalizado Sistemas Digitais de Controle

    5/69

    APRESENTAO

    Com o objetivo de apoiar e proporcionar a melhoria contnua do padro de qualidade eprodutividade da indstria, o SENAI BA desenvolve programas de educao profissional e

    superior, alm de prestar servios tcnicos e tecnolgicos. Essas atividades, com contedos

    tecnolgicos, so direcionadas para indstrias nos diversos segmentos, atravs de programas

    de educao profissional, consultorias e informao tecnolgica, para profissionais da rea

    industrial ou para pessoas que desejam profissionalizar-se visando inserir-se no mercado de

    trabalho.

    Este material didtico foi preparado para funcionar como instrumento de consulta. Possui

    informaes que so aplicveis de forma prtica no dia-a-dia do profissional, e apresenta uma

    linguagem simples e de fcil assimilao. um meio que possibilita, de forma eficiente, o

    aperfeioamento do aluno atravs do estudo do contedo apresentado no mdulo.

  • 8/6/2019 Normalizado Sistemas Digitais de Controle

    6/69

    5

    1 EVOLUO DAS TECNOLOGIAS DE CONTROLE

    1.1 ERA PNEUMTICA

    Como podemos observar na figura 1, os instrumentos pneumticos depois que foramnormalizados (definio da faixa de alimentao e de transmisso de sinal tiveram um grandedesenvolvimento no tocante a realizao de funes como a extrao de raiz quadrada,multiplicadores, somadores, rels, etc., entretanto (geralmente) cada instrumento realizavaapenas uma funo).

    Figura 1 - Era pneumtica

    Devemos destacar que estes instrumentos so de grande durabilidade (muitos funcionam econtrolam plantas at hoje), so verdadeiros retratos de engenhosidade da engenhariamecnica com seus foles, rels piloto, engrenagens..., porm seu tempo de resposta, sua

    preciso, seu tamanho fsico e principalmente a falta de um preo competitivo em relao snovas tecnologias (inicialmente eletrnica analgica e a seguir eletrnica digital), fizeram

  • 8/6/2019 Normalizado Sistemas Digitais de Controle

    7/69

    6

    com que viessem a perder espao rapidamente nos novos projetos. importante destacarneste esquemtico, a caracterstica de leitura simplificada e tambm a facilidade dediagnosticar eventuais problemas do sistema.

    Certamente para os saudosistas so caractersticas que os sistemas modernos precisam cadavez mais se espelhar.

    1.2 ERA ELETRNICA

    Com o desenvolvimento dos semicondutores, inicialmente o transistor e depois os circuitosintegrados, a eletrnica comeou a oferecer para os projetistas de equipamentos o seu baixoconsumo e suas condies de custo/tamanho fsico cada vez mais competitivos em relao aosinstrumentos pneumticos. Para o usurio, o aumento de confiabilidade em relao eletrnica com vlvulas e as caractersticas j descritas de custo/tamanho fsico tornaram a

    opo pela era eletrnica inquestionvel.

    Com o advento dos microprocessadores ganhou-se a possibilidade de se ter equipamentosprogramveis, na realidade, verdadeiros computadores levados miniaturizao extrema, eassim, a possibilidade de se ter vrias funes realizadas por um mesmo instrumento. Arelao custo/benefcio tambm caiu e com o desenvolvimento desta tecnologia aumentou afacilidade de configurao/programao que, no incio, era um ponto crtico.

    Podemos, entretanto, verificar que na figura 2 temos um controlador, que por sermicroprocessado (tem CPU, memrias, programvel) um computador, ao lado dotransmissor, que sendo inteligente, tambm um computador (possui CPU, memria programvel), portanto temos dois computadores, um no campo em contato com o processo,enviando a informao de uma varivel j devidamente tratada, e numa Sala de Controle ooutro computador recebendo a informao do processo, realizando uma funo de controle edepois enviando para o campo uma varivel manipulada num range de 4-20 mA para, porexemplo, posicionar uma vlvula de controle.

  • 8/6/2019 Normalizado Sistemas Digitais de Controle

    8/69

    7

    Figura 2 - Controlador

    lgico que esta explicao anterior no tem nenhuma novidade para quem do ramo deinstrumentao e controle de processos, mas talvez um detalhe tenha passado desapercebido:os dois computadores, o controlador de processo e o transmissor inteligente, conversamatravs de um protocolo analgico (os 4 a 20 mA) que sabemos no a maneira mais eficaz

    de dois computadores conversarem, alm de que s podemos enviar uma nica informao dotransmissor para o controlador e tambm um nico sentido de direo.

    Com o surgimento dos Sistemas Supervisrios passamos ento a conviver com dois patamaresdistintos de tecnologia. Na figura 3 observamos na parte de baixo os TransmissoresInteligentes enviando sua informao para os Controladores Microprocessados atravs doprotocolo 4-20 mA. Na parte superior da figura, o nvel moderno da informtica com umarede de comunicao interligando distintos computadores, tais como os controladores, oscontroladores lgicos programveis (PLC's) e os computadores clssicos (aqueles que temtelas, teclados convencionais, sadas para impressoras). Nesta rede de computadores estamosno mundo atual, em se tratando de comunicao digital entre computadores (bi-direcional,

    com conversao tipo pergunta-resposta)