SISTEMAS DE CONTROLE DIGITAL

Segundo Schmidell et al. (2001) “os sistemas de controle podem ser divididos

em duas grandes categorias: sistemas analógicos e sistemas digitais”.

Notoriamente, os sistemas digitais são os sistemas mais difundidos e importantes,

devido à utilização de computadores/microprocessadores nestes sistemas. As

vantagens de processamento oferecidas por esses componentes e os seus baixos

custos têm levado ao uso generalizado desses sistemas.

Um sistema digital pode ser representado conforme o diagrama de blocos

mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Sistema de controle digital

Fonte: SCHMIDELL et al.

(2001)

Na malha de controle pode-se observar que os blocos que constituem o

computador, sob o ponto de vista de execução das tarefas de controle, são o bloco

A/D (conversor Analógico/Digital), D/A (conversor Analógico/Digital) e Controlador

digital, descritos a seguir:

• Conversor A/D – É o dispositivo de hardware utilizado para aquisição de um sinal

analógico externo ao computador, convertendo-o em um sinal digital equivalente ao

sinal externamente lido. No exemplo da Figura 1, esse conversor tem como função a

quantização e discretização da variável contínua (analógica);

A quantização é o estabelecimento de valores determinados, ou seja, valores

pertencentes a um intervalo finito de pontos cuja precisão será determinada pelo

tamanho da palavra digital utilizada para representar a grandeza. A discretização é

determinada pelo intervalo de tempo necessário para que sejam realizadas duas

leituras consecutivas da variável.

• Conversor D/A – É o dispositivo de hardware utilizado para conversão de um sinal

internamente representado no computador, para um sinal analógico externo ao

computador;

• Controlador digital – Este bloco contém os códigos responsáveis pelo

processamento do sinal A/D de forma a gerar o sinal D/A, empregado no controle do

processo.

O controlador digital, não importando se de pequeno ou grande porte,

apresenta a arquitetura de um computador, tendo os seguintes componentes: CPU,

memórias, dispositivos de entrada e saída, interface com o operador e interface com

outros dispositivos. A Figura 2 esquematiza esses elementos, dando uma ideia

básica da arquitetura básica de um computador.

Figura 2 – Arquitetura de um controlador digital

Fonte: SCHMIDELL et al. (2001)

Todos os elementos da arquitetura apontada estão presentes em um

controlador digital básico do tipo PID, utilizado para uma única variável do processo.

O algoritmo de controle PID, encontra-se nos dispositivos de memória do controlador

e será executado pelo CPU que enviara o resultado para a interface D/A do atuador

correspondente.

Para uma escala maior, pode-se implementar tal controle em um CLP –

Controlador Lógico Programável – que é um PC voltado para a automação de

processos, sendo portanto mais robusto para aplicação industrial e geralmente

menos versátil que um PC comum.

Devido ao baixo custo dos componentes e pelo aumento na confiabilidade do

sinais de controle, o desenvolvimento dos sistemas digitais permitem a integração

de toda uma rede industrial, tendo a possibilidade de operar remotamente toda uma

planta industrial, através de uma arquitetura de CLP’s, gerenciado por um software

supervisor instalado em um computador de maior porte denominado host. A tal

sistema dá-se o nome de SDCD, representado na Figura 3.

Figura 3 – Configuração do sistema SDCD

Fonte: SCHMIDELL et al. (2001)

O SDCD – Sistema Digital de Controle Distribuído é um sistema de controle

industrial microprocessado, criado com a finalidade de substituir os controladores

analógicos usados no controle de processos industriais e também permitir aos

operadores uma melhor visualização da operação na unidade, podendo controlá-la

melhor.

BIBLIOGRAFIA

Edição revista das apostilas Introdução à instrumentação: sistemas de

transmissão: Controle automático de processo. Rio de Janeiro: SENAIDR/RJ -

STE, 1990.

PAGANO, D. J. Teoria de Sistemas Amostrados e Controle Digital. UFSC, s.d.

SCHMIDELL, Willibaldo; LIMA, Urgel de Almeida; AQUARONE, Eugênio; BORZANI,

Walter. Biotecnologia industrial. 1. ed. São Paulo: Blucher, 2001.