Ajustes Típicos

A maioria das malhas é sintonizada, na prática, pelo ajuste dos modos, a partir de valores típicos iniciais. Os ajustes são depois feitos finamente por tentativa e erro, observando-se a resposta da malha

fechada.

A Tab. 1 dá os ajustes típicos dos modos de controle para vários tipos de malhas. Estes ajustes assumem que o instrumentação já tenha selecionado a válvula de controle, a faixa de medição do sensor ou do transmissor.

As malhas de pressão de gás e nível de liquido tipicamente tem uma resposta integrante. O modo integral deve ser evitado, a não ser que também se possa usar o modo derivativo. Nenhum destes modos é necessário para banda

proporcional menor que 10%. As malhas de pressão de gás de fornalha e secador são freqüentemente ruidosas e tem alto ganhos da medição, desde que a faixa calibrada é muito estreita. Tais malhas de pressão requerem grandes bandas proporcionais (pequenos ganhos do controlador). As malhas de nível de liquido em colunas de distinção e níveis de balão da caldeira podem ter ruído e tem um ganho não linear (resposta inicial inversa da resposta final). As malhas de nível de liquido com borbulhamento podem ter ruído e requerem uma larga banda proporcional.

Tab. 1. Ajustes Típicos dos Modos do Controlador

Malha BP % Ti rep/min Td min Vazão 100-500 10-50 Nada P líquido 100-500 10-50 Nada P gás 1-50 2-10 0,002-0,1 Nível 1-50 4-20 0,01-0,05 T 10-50 0,02-1 0,5-20 Análise 200-800 0,01-0,1 Nada 8.7. Sumário

Para maximizar o desempenho da malha

1. Minimizar o tempo morto, quando ele aparecer na malha.

2. Maximizar todas as constantes de tempo do instrumento.

3. Maximizar a maior constante de tempo de realimentação negativa no processo auto regulante. 4. Minimizar todas as constantes de

tempo da realimentação negativa menores que a maior constante de tempo no processo auto regulante. 5. Minimizar todas as constantes de

tempo da realimentação negativa no processo não auto regulante. 6. Maximizar a constante de tempo de

realimentação positiva no processo não auto regulante.

7. Minimizar os ganhos do processo, integrador e do distúrbio.

8. Maximizar a constante de tempo do distúrbio e o intervalo de tempo. 9. Minimizar os ajustes da banda

proporcional e do tempo integral do controlador.

10. Maximizar o ajuste do tempo derivativo do controlador.

Para estimar os ajustes do modo e do desempenho da malha:

1. Medir pelo teste da malha aberta ou estimar pelo uso das equações, os tempos mortos, as constantes de tempo e os ganhos do processo, distúrbio e instrumentos. Se a medição é ruidosa, estimar a constante de tempo do filtro ou a banda proporcional necessária para a atenuação.

2. Converter cada uma das constantes de tempo menores do que a maior constante de tempo da

realimentação negativa na malha para o equivalente tempo morto. 3. Somar todas os tempos mortos

equivalentes na malha.

4. Somar todas as constantes de tempo da realimentação negativa na malha e subtrair da soma total dos tempos mortos equivalente. 5. Somar todos os tempos mortos

total a soma dos tempos mortos equivalentes.

6. Usar a constante de tempo total da realimentação negativa (passo 4) e o tempo morto total da malha (passo 5), para os processos auto regulante, integrante ou com

realimentação positiva, para estimar o período natural do processo. 7. Usar a constante de tempo da

realimentação negativa (item 4) e o tempo morto total da malha (item 5) para os processos auto regulante, integrante e de realimentação positiva, para estimar a banda proporcional. Usar o ajuste da banda proporcional (item 1) para atenuação do ruído, se o ruído for alto. Para processos de

realimentação positivo, dividir a banda proporcional máxima pela metade da banda proporcional para estimar a largura da banda

proporcional.

8. Usar o período natural (item 6) para um controlador PI ou PID, para estimar o tempo integral.

9. Escolher os ajustes do modo do controlador disponível que estejam mais próximos dos valores

estimados. Lembrar de inverter o tempo integral, se o ajuste do modo integral é em termos de repetições por minuto.

10. Estimar o erro máximo e o acumulado pelas equações teóricas. Se a maior constante de tempo do instrumento for maior do que a maior constante de tempo da realimentação negativa no

processo, multiplicar os resultados pela relação desta constante de tempo do instrumento para a constante de tempo do processo. 11. Se os erros forem muito grandes,

investigar a possibilidade de controle de cascata para isolar os distúrbios ou o controle feedforward para distúrbios mensuráveis.

8.8. Conclusão

Não adiantaria maior rigor e precisão nestes ajustes quando se botões e dials de ajuste com imprecisão maior que 10%, como os disponíveis nos controladores eletrônicos e pneumáticos existentes.

Felizmente a imprecisão do menor que um permite ajustes em valores

aproximados que funcionam na prática. Dos três métodos de sintonia do controlador, o da estabilidade limite é o melhor por ser o mais rápido e conveniente para as condições normais do processo.

Qualquer que seja o método escolhido, porém, os distúrbios devem ser

considerados, quando se determinam os ajustes.

1. distúrbios de baixa frequência ou lentos, usar banda proporcional estreita e ação integral grande. 2. distúrbios de alta frequência ou

rápidos, usar banda proporcional larga, ação integral pequena e ação derivativa pequena (ou nem usar ação derivativa, pois esta ação apresenta problema com ruído). O processo com grande tempo morto é difícil de ser controlado e sintonizado. Um procedimento prático, mas ainda demorado e tedioso, para processo com tempo morto não exagerado e desde que se conheça antecipadamente o processo é:

1. ajustar o ganho do controlador em zero, o tempo integral no máximo e o tempo derivativo em zero.

2. aumentar gradativamente o ganho do controlador até aparecer

oscilação com pequena amplitude e com desvio permanente entre medição e ponto de ajuste. 3. diminuir gradativamente o tempo

integral do controlador até eliminar o desvio permanente e até aparecer uma pequena oscilação de baixa frequência, provocada pela ação integral e não pela ação

proporcional.

4. aumentar por degrau o tempo derivativo até eliminar a oscilação. Quando acabar a oscilação, repetir (2) e (3), até que o aumento do tempo derivativo não consiga mais eliminar a oscilação.