Lab de Controle e Automação de Processos

Jéssica F. Corrêa

Mapa mental contendo os principais conteudos abordados ate o momento na disciplina

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Laboratório de Controle e Automação de Processos

I. Por que estudar controle e automação de processos?

Otimizar o processo produtivo de um Produto

Controle de Variáveis que influenciam no processo

Redução de custos produtivos a partir de melhorias aplicáveis a partir do monitoramento

Redução de erros e desperdícios

II. Conceitos importantes

Sistema: Região delimitada para observação e estudo onde ocorrerá a modificação que se deseja observar

Vizinhança: Tudo aquilo que está ao redor do sistema, externo ao mesmo

Fronteira: Região que delimita/separa o sistema de sua vizinhança

III. Modelagem matemática

O que é um "Modelo"?

Representação da realidade; está relacionado e irá depender do sistema que está sendo analisado;

Por que modelar?

Tem cárater econômico e impacto diretamente no bem estar social

i. Otimização de projetos

ii. Pesquisa e desenvolvimento

iii. Treinamento de operadores que impactam diretamente no processo produtivo

Tipos de Modelos

Fenomenológico: obtido através de dados experimentais

Mecanístico: requer conhecimento prévio do sistema e suas condições operacionais; necessário aplicar leis da conservação

Estacionário: os parâmetros independem do tempo; o Acúmulo é nulo

Não estacionário: pelo menos um dos parâmetros do processo variam no decorrer do tempo; Acúmulo é diferente de zero

Parâmetros distribuídos: os parâmetros do modelo irão variar de acordo com a posição espacial onde será feita a análise

Parâmetros concentrados: Não dependem da posição espacial, em todos os pontos os valores se mantém fixos

IV. Simulação

FINGIMENTO!

Representar o sistema computacionalmente; "prever" como irá funcionar

Etapas

1. Modelo matemático

Definição do sistema

Descrição do probema

Uso de Leis da Conservação

Balanço de massa

Balanço de momento

Balanço de energia

Equação Geral: Entrada + Geração = Saída + Acúmulo + Consumo

Tudo ocorre num volme de controle (Vc) definido para análise do sistema

Gera Sistema de Equações (Ordinárias ou Parciais

2. Programação

Utilizada na resolução das ED's geradas a partir das leis de conservação

3. Execução do algoritmo N vezes

4. Simulação numérica

Em um ambiente computacional capaz de realizar variações nas mais diversas condições de análise

V. Princípios da modelagem dinâmica

Utiliza das leis de conservação para descrever matematicamente o comportamento dinâmico de um sistema em estudo

VI. Linearização de sistemas dinâmicos

Conversão de uma ED não linear em torno de um ponto de equilíbrio

Ponto de Equiíbrio está muito próximo do regime estacionário

Uso da série de Taylor em torno do Ponto de Equilíbrio

A teoria dos sistemas lineares supõe a relação de causa e efeito em um sistema

Vantagens

A maioria dos dispositivos atuam no domínio do tempo e frequência

Geram Equações não lineares

Uso das Transformadas de Laplace para geração de funções de transferência

Conversão de Equações Lineares em Equações Algébricas

Maior facilidade no entendimento e implementação no sistema de controle