5.4 – SISTEMA DE CONTROLE DIGITAL DIRETO “DDC”

5.4.1 – Estrutura do sistema

Também nos sistemas DDC são operacionais as funções dos Sistemas DAS e, além disto, o computador atua diretamente sobre os elementos finais de controle, contornando os controladores analógicos convencionais. Neste caso, os algoritmos de controle estão armazenados na memória do computador, o que permite a utilização de uma extensa gama de funções de transferência, além dos algoritmos tradicionais PID e outros já existentes.

Originalmente, esperava-se que os sistemas DDC pudessem ser justificados pela substituição direta a Instrumentação convencional. No entanto, posteriormente foi provado que apesar da elevadas disponibilidade do computador, sempre haveria a possibilidade de falhas e os operadores relutavam em operar sem uma instrumentação analógica de “back-up”, já que um mau funcionamento do computador poderia causar a perda simultânea de todo o controle de processo.

Entretanto, ainda assim o DDC foi muito utilizado em combinação com o SPC, devido à sua grande flexibilidade e habilidade no uso de técnicas de controle impossíveis de se obter com os instrumentos analógicos convencionais.

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Como uma solução para os problemas de falhas do computador em sistemas DDC, os fornecedores de instrumentos lançaram no mercado estações de back-up computador-manual.. Num evento de falha do computador, ou caso ele seja posto fora se serviço por qualquer outro motivo, a estação memoriza o último valor de saída calculado, e o elemento final de controle permanece na sua última posição anterior á falha ou desconexão do computador. Caso o tempo em que o computador esteja fora seja prolongado, a estação pode ser chaveada para o modo de controle manual, onde o sinal de saída pode ser manipulado diretamente pelo operador.

Em seguida mostramos diagramas ilustrativos de sistema DDC e suas formas de “back-up”.

No modo DDC, o sinal de saída recebe o comando do computador. Este último, quando falha, envia um sinal de estado para a estação de controle que chaveia o controle para o modo automático e, imediatamente, o controlador analógico passa a comandar o processo. A estação pode também ser chaveada para controle manual.

Estas estações de controle devem satisfazer a uma série de requisitos, tais como memória do último “set-point” no caso se uma transferência “bumpless” (transferência sem degrau ou rampa numa passagem de DDC para automático, automático para DDC, automático para manual, e manual para automático) e transferência de emergência para alimentação de “back- up”.

Outra forma de “back-up” utilizada é a digital, na qual um segundo computador assume o comando do processo no caso de falha do principal. Outros sistemas utilizam um número ímpar de computadores, por exemplo, 3 ou 5, para tomar a decisão de chaveamento somente em caso de falha da maioria.

5.4.2 – Componentes do sistema DDC

As partes do sistema DDC são as mesmas apresentadas para o sistema supervisório. De fato a principal diferença é a não utilização do controlador analógico. Na configuração do sistema DDC a seguir estão presentes os transdutores, o condicionamento do sinal bem como o elemento final de controle. No sistema abaixo representado, apenas um computador é usado para controlar quatro malhas.

Figura 5.8 – Estrutura de um DDC

A velocidade com a qual o computador processa as informações é muito maior que aquela necessária ao processo. Assim o computador pode controlar muitas malhas com folga razoável.

5.5 – SISTEMA DE CONTROLE COM PLC’s

Os controladores programáveis inicialmente desenvolvido para substituir os circuitos de relés e outros dispositivos liga-desliga se desenvolveu no últimos anos a tal ponto que hoje são muito utilizados em controle contínuo.

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viabilidade de utilização em processos nos quais o número de pontos liga-desliga superam bastante o de malhas de controle contínuo não críticos.

5.5.1 – Estrutura do sistema mínimo de controle com PLC

Figura 5.9 –Montagem simplificada do PLC e módulos de entrada e saída (E/S)

5.5.2 – Sistema supervisório utilizando PLC

O sistema supervisório instalado no microcomputador faz aquisição de dados no controlador programável transferindo para a tela do monitor os dados do processo. Através do teclado do microcomputador pode-se acessar o controlador para alterar parâmetros de controle ou

simplesmente buscar novas informações. Permite uma total integração com o chão de fábrica graças à popularização das redes industriais.

Figura 5.10 – Sistema de controle e monitoração de nível de um tanque

Todo sistema supervisório deve permitir a configuração de telas que facilitam a operação. Algumas dessas telas tem sua funções descritas abaixo.

- Tela de vista geral : Apresenta os set-points e os desvios, podendo ser constituída de várias páginas;

- Tela de grupo: Apresenta informações sobre pontos em grupos de funções com os mesmos detalhes dos visores de instrumentos analógicos;

- Tela de vista geral: Visualização de um grupo em particular, selecionado;

- Telas de Malhas: Apresenta uma representação gráfica da malha em detalhe. Nela pode- se visualizar e/ou alterar as principais variáveis da malha;

- Telas de alarme: Mostra ao operador as principais anomalias do processo e/ou do sistema.

- Telas de tendências:

Tempo Real : Registra a mudança dos valores das variáveis num intervalo de tempo reduzido;

Histórica : Registra a mudança dos valores das variáveis num intervalo de tempo grande ( dias , semanas, etc);

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Figura 5.11 – Diagrama em blocos de um sistema supervisório mínimo