INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL AULAS. JADSON CAETANO.pdf

(1)

INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL

E

CONTROLE DE PROCESSOS

Professor Jadson Caetano Engenharia Elétrica – UFPE

Técnico em Eletrotécnica – IFPE Técnico em Eletromecânica – SENAI

P rof es sor J ad son Ca et an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos 27 /0 8/2 01 4 1

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OBJETIVOS DO CURSO

 Histórico da Instrumentação

 Compreender o funcionamento de sistemas de

Instrumentação Industrial

 Conhecer as diferenças entre os principais tipos

de sensores e atuadores utilizados na indústria

 Conhecer os principais sistemas de controle de

processos utilizados na indústria

 Conhecer como são aplicadas a instrumentação e

o controle em uma indústria

 Compreender o funcionamento dos principais

P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos 27 /0 8/2 01 4

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MAS O QUE É INSTRUMENTAÇÃO ?

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

Instrumentação é a ciência que aplica e

desenvolve técnicas para adequação de

instrumentos de medição, transmissão,

indicação, registro e controle de

variáveis físicas e equipamentos nos

processos industriais.

(4)

HISTÓRICO - INSTRUMENTAÇÃO E

CONTROLE NA INDÚSTRIA

 Instrumentação Mecânica  Instrumentação Pneumática

 Instrumentação Eletrônica Analógica  Instrumentação Eletrônica Digital  Instrumentação à Microprocessador  Instrumentação Baseada em Redes

(5)

HISTÓRICO CONTROLE MANUAL

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CONTROLE AUTOMÁTICO PNEUMÁTICO

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Sensor Válvula de Controle Controlador

(7)

NA SALA DE CONTROLE, O CONTROLADOR RECEBE A MENSAGEM DO MEDIDOR EM CAMPO

(8)

TRANSMISSOR PNEUMÁTICO

(9)

COMO ERAM AS SALAS DE CONTROLE?

(10)

ELETRÔNICA

ENTRA EM CENA 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

(11)

TRANSMISSOR ELETRÔNICO

(12)

AS SALAS DE CONTROLE JÁ MUDAM

(13)

SALA DE CONTROLE - EVOLUÇÃO

(14)

SALA DE CONTROLE - EVOLUÇÃO

(15)

SALA DE CONTROLE - EVOLUÇÃO

(16)

OS SEMICONDUTORES ENTRAM EM CENA

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos DA A -A UT M HI S T .P P T -1 1 /9 8 Os Semicondutores avançam

(17)

OS INSTRUMENTOS SE TORNAM DIGITAIS

(18)

CIRCUITOS INTEGRADOS

Os circuitos integrados propiciam a redução dos equipamentos e seus custos

(19)

E AGORA?

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos DA A -A UT M HI S T .P P T -1 1 /9 8

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A I

NSTRUMENTAÇÃO E

C

ONTROLE NA

I

NDÚSTRIA

- A

PLICAÇÕES P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos 27 /0 8/2 01 4

(21)

BENEFÍCIOS TRAZIDOS PELA

INSTRUMENTAÇÃO

 Proteção ao Meio Ambiente

 Controle (Estabilização) dos Processos  Otimização (Econômica) dos Processos  Melhoria da Qualidade dos Produtos  Segurança das Pessoas

 Segurança das Instalações

 Sequenciamento (registro) de Eventos  Automação Integrada da Produção

(22)

C

ONTROLE DE

P

ROCESSOS

Automação Industrial

 o conjunto de técnicas destinadas a tornar

automáticos vários processos produtivos em uma indústria, de modo a eliminar ou reduzir

bastante a intervenção humana nos mesmos.

BENEFÍCIOS TRAZIDOS PELA AUTOMAÇÃO:

• Redução de custos;

• Aumento da Produtividade;

• Maior segurança na operação da unidade produtiva;

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CONTROLE CONTÍNUO

OU AUTOMÁTICO DE

PROCESSOS

 refere-se à Automação de sistemas que possuem

grandezas físicas, como temperatura, vazão, pressão, nível, pH, etc., presentes em diversos processos industriais.

 Pela natureza das grandezas, os sistemas de

Controle de Processos estão associados a sinais analógicos

 O Controle Automático de Processo é uma

evolução do Controle manual. No controle

manual operador é o elemento de definição e isso gera grandes desvantagens.

(24)

CONTROLE CONTÍNUO

OU AUTOMÁTICO DE

PROCESSOS

 Como visto, o controle manual de processos nos

traz algumas desvantagens, entre elas:

 O operador atua continuamente no processo e um

operador apenas pode cuidar de poucas variáveis ao mesmo tempo. Essa desvantagem leva à baixa produtividade.

 - O método utilizado pelo operador pode diferir de

um para outro. O operador fica limitado.

 - O aspecto da segurança fica comprometido

quando for exigida rapidez e ações que possam evitar acidentes. P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos 27 /0 8/2 01 4

(25)

(26)

IMPLEMENTAÇÃO DA AUTOMAÇÃO

INDUSTRIAL

 Para a implementação da Automação Industrial

existem várias técnicas e equipamentos que são aplicados conforme o sistema a se automatizar. Os principais equipamentos são: PLC,SDCD, CONTROLADORES e CN P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos 27 /0 8/2 01 4

(27)

INDUSTRIAL

 PLC : equipamentos eletrônicos, programados

por software, que controlam e coordenam a sequência de operação de diversas máquina e equipamentos em uma indústria. Os PLCs trabalham com variáveis digitais e analógicas. P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos 27 /0 8/2 01 4

(28)

INDUSTRIAL

 SDCD : Sistemas Digitais de Controle

Distribuído: de tecnologia mais recente, são sistemas microprocessados que facilitam o controle e otimização dos processos por computador, diminuindo a interferência do operador durante a operação normal do processo e que passa a intervir somente durante instabilidades operacionais, paradas e partidas

(29)

SISTEMAS DIGITAIS DE CONTROLE DISTRIBUÍDO SDCD

(30)

SISTEMAS DIGITAIS DE CONTROLE

DISTRIBUÍDO

(31)

INDUSTRIAL

Controladores (single loop, multi loop): são

controladores baseados em microcontroladores de ultima geração, criados para efetuar controle de processos. Por ser microprocessado, seu sistema operacional permite que se adapte à maioria dos processos, bastando para tal a seleção correta dos parâmetros de PID. Os controladores trabalham com variáveis analógicas e, eventualmente, podem possuir saídas digitais de alarme

(32)

INDUSTRIAL

CN (Comando Numérico): equipamentos

utilizados na fabricação e montagem de peças mecânicas, através do controle de máquinas

ferramenta, tais como tornos, fresas, furadeiras, etc. No CNC (comando numérico computadorizado), além das operações normais de um CN, realizada por computador, há às vezes o auxílio de programas CAD para se realizar o projeto gráfico das peças a serem produzidas

(33)

C

ONTROLE EM

M

ALHA

A

BERTA E

M

ALHA

F

ECHADA 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

Os sistemas de controle são classificados em

dois tipos: sistemas de controle em malha

aberta e sistemas de controle em malha

fechada. A distinção entre eles é determinada

pela ação de controle, que é componente

responsável pela ativação do sistema para

produzir a saída.

(34)

S

ISTEMAS DE

M

ALHA

A

BERTA 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

É aquele sistema no qual a ação de controle é independente da saída, portanto a saída não tem efeito na ação de controle.

(35)

S

ISTEMA DE

C

ONTROLE EM

M

ALHA

F

ECHADA

 É aquele no qual a ação de controle depende, de

algum modo, da saída. Portanto, a saída possui um efeito direto na ação de controle

(36)

T

IPOS DE

S

ISTEMAS

I

NSTRUMENTADOS NA

I

NDÚSTRIA

 Sistemas de Malha Aberta (ex.: Sistemas de

Aquisição de Dados)

 Sistemas de Malha Fechada (ex.:Sistemas de

Supervisão e Controle, Sistemas de Segurança e Intertravamento) P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos 27 /0 8/2 01 4

(37)

(38)

EXEMPLO DA MALHA ... ?

(39)

EXEMPLO DA MALHA ... ?

(40)

CLASSIFICAÇÃO DE

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

 Existem vários métodos de classificação de

instrumentos de medição. Dentre os quais podemos ter:

Classificação por:

 • função

 • sinal transmitido ou suprimento  • tipo de sinal

(41)

C

LASSIFICAÇÃO POR

F

UNÇÃO 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

Os instrumentos podem estar interligados entre si para realizar uma determinada tarefa nos processos industriais.

A associação desses instrumentos chama-se malha

e em uma malha cada instrumento executa uma função.

Os instrumentos que podem compor uma malha são então classificados por função cuja descrição sucinta pode ser liga na tabela

(42)

EXEMPLO DE CONFIGURAÇÃO DE UMA MALHA DE CONTROLE 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

(43)

TABELA - CLASSIFICAÇÃO POR FUNÇÃO 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

(44)

TABELA -CLASSIFICAÇÃO POR FUNÇÃO ( CONTINUAÇÃO) 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

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APARÊNCIA DE ALGUNS INSTRUMENTOS

(a) Controlador, (b) Indicador), (c) Registrador, (d)

(46)

C

LASSIFICAÇÃO POR

S

INAL DE

T

RANSMISSÃO OU

S

UPRIMENTO 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos - Tipo pneumático

Nesse tipo é utilizado um gás comprimido, cuja pressão é alterada conforme o valor que se deseja representar. A variação da pressão do gás é linearmente manipulada numa faixa específica e padronizada internacionalmente para representar a variação de uma grandeza desde seu limite inferior até seu limite superior. O padrão de transmissão ou recepção de instrumentos pneumáticos mais utilizado é de 0,2 a 1,0 kgf/cm2

(47)

T

IPO

PNEUMÁTICO

Os sinais de transmissão analógica normalmente começam em um valor acima do zero para termos uma segurança em caso de rompimento do meio de comunicação.

O gás mais utilizado para transmissão é o ar

comprimido, sendo também o NITROGÊNIO e em

(48)

VANTAGENS E DESVANTAGENS DO USO DO TIPO PNEUMÁTICO 27 /0 8/2 01 4 48 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

VANTAGEM: A grande e única vantagem em seu utilizar os

instrumentos pneumáticos está no fato de se

poder operá-los com segurança em áreas onde existe risco de explosão (centrais de gás, por exemplo).

DESVANTAGENS: a)Necessita de tubulação de ar comprimido (ou

outro gás) para seu suprimento e funcionamento.

b) Necessita de equipamentos auxiliares tais como compressor,

filtro, desumidificador para fornecer aos instrumentos ar seco, e sem partículas sólidas.

c) Devido ao atraso que ocorre na transmissão do sinal, este não pode ser enviado à longa distância, sem uso de reforçadores.

Normalmente a transmissão é limitada a aproximadamente 100 m. d) Vazamentos ao longo da linha de transmissão ou mesmo nos

instrumentos são difíceis de serem detectados. e) Não permite conexão direta aos computadores.

(49)

TIPO HIDRÁULICO

Similar ao tipo pneumático e com desvantagens equivalentes, o tipo hidráulico utiliza-se da variação de pressão exercida em óleos hidráulicos para transmissão de sinal. É especialmente utilizado em aplicações onde torque elevado é necessário ou quando o processo envolve pressões elevadas.

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VANTAGENS E DESVANTAGENS DO TIPO

HIDRÁULICO

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Vantagens

a) Podem gerar grandes forças e assim acionar equipamentos de grande peso e dimensão.

b) Resposta rápida.

Desvantagens

a) Necessita de tubulações de óleo para transmissão e suprimento.

b) Necessita de inspeção periódica do nível de óleo bem como sua troca.

c) Necessita de equipamentos auxiliares, tais como reservatório, filtros, bombas,

(51)

TIPO ELÉTRICO

Esse tipo de transmissão é feita utilizando sinais elétricos de corrente ou tensão. Face a tecnologia disponível no mercado em relação a fabricação de instrumentos eletrônicos microprocessados, hoje, é esse tipo de transmissão largamente usado em todas as indústrias,

onde não ocorre risco de explosão.

Como padrão para transmissão a longas distâncias são utilizados sinais em corrente contínua variando de (4 a 20

mA) e para distâncias até 15 metros aproximadamente,

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VANTAGENS E DESVANTAGENS DO TIPO

ELÉTRICO

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos VANTAGENS

a) Permite transmissão para longas distâncias sem perdas.

b) A alimentação pode ser feita pelos próprios fios que conduzem o sinal de transmissão.

c) Necessita de poucos equipamentos auxiliares. d) Permite fácil conexão aos computadores.

e) Fácil instalação.

f) Permite de forma mais fácil realização de operações matemáticas.

g) Permite que o mesmo sinal (4~20mA)seja “lido” por mais de um instrumento, ligando em série os instrumentos. Porém, existe um limite quanto à soma das resistências internas deste

instrumentos, que não deve ultrapassar o valor estipulado pelo fabricante do transmissor.

(53)

VANTAGENS E DESVANTAGENS DO TIPO

ELÉTRICO

DESVANTAGENS:

a) Necessita de técnico especializado para sua instalação e manutenção.

b) Exige utilização de instrumentos e cuidados especiais em instalações localizadas em

áreas de riscos.

c) Exige cuidados especiais na escolha do encaminhamento de cabos ou fios de sinais.

d) Os cabos de sinal devem ser protegidos contra ruídos elétricos.

(54)

CLASSIFICAÇÃO POR TIPO DE SINAL

Tipo Digital

Nesse

tipo,

“pacotes

de

informações” sobre a variável

medida são enviados para uma

estação receptora, através de

sinais digitais modulados e

padronizados

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TIPO DIGITAL - DESVANTAGENS

27 /0 8/2 01 4 55 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Vantagens

a) Não necessita ligação ponto a ponto por instrumento.

b) Pode utilizar um par trançado ou fibra óptica para transmissão dos dados e Imune a ruídos externos.

d) Permite configuração, diagnósticos de falha e ajuste em qualquer ponto da malha e Menor custo final.

Desvantagens

a) Existência de vários protocolos no mercado, o que dificulta a comunicação entre

equipamentos de marcas diferentes.

b) Caso ocorra rompimento no cabo de comunicação pode-se perder a informação e/ou controle de várias malha

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27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Via Modem

A transmissão dos sinais é feita através de utilização de linhas telefônicas pela modulação do sinal em frequência, fase ou

amplitude. Vantagens

a) Baixo custo de instalação.

b) Pode-se transmitir dados a longas distâncias. Desvantagens

a) Necessita de profissionais especializados. b) baixa velocidade na transmissão de dados.

c) sujeito a interferências externas, inclusive violação de

CLASSIFICAÇÃO POR TIPO DE SINAL

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27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Via Rádio

Neste tipo, o sinal ou um pacote de sinais medidos são enviados à sua estação receptora

via ondas de rádio em uma faixa de frequência específica. Vantagens

a) Não necessita de cabos de sinal.

b) Pode-se enviar sinais de medição e controle de máquinas em movimento.

Desvantagens

a) Alto custo inicial.

b) Necessidade de técnicos altamente especializados.

(58)

TERMINOLOGIA – CARACTERÍSTICAS DO

INSTRUMENTOS

27_/0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

Diz respeito aos termos utilizados que

definem as características próprias de

medida

e

controle

dos

diversos

instrumentos. É unificada entre os

fabricantes

(59)

F

AIXA DE

M

EDIDA

(R

ANGE

)

Conjunto de valores da variável medida que estão compreendidos dentro do limite superior e inferior da capacidade de medida ou de transmissão do instrumento. Expressa-se determinando os valores extremos.

(60)

A

LCANCE

(S

PAN

)

A diferença algébrica entre o valor

superior e inferior da faixa de

medida do instrumento.

Exemplo: Um instrumento com

range de 100 m3 a 500 m3

(61)

ERRO

É a diferença entre o valor lido ou transmitido pelo instrumento em relação ao valor real da variável medida.

(62)

EXATIDÃO

Podemos definir como sendo a aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um valor verdadeiro.

A exatidão pode ser descrita de três maneiras: 1) Percentual do Fundo de Escala (% do F.E.) 2) Percentual do Span ou Alcance (% do span) 3) Percentual do Valor Lido (% do V.L.)

(63)

EXEMPLOS SOBRE EXATIDÃO

Exemplo: Para um sensor de temperatura com range de 50 a 250 °C e valor medido 100°C, determine o intervalo provável do valor real para as seguintes condições:

Exatidão 1 % do Fundo de Escala

Valor real = 100°C ± (0,01 x 250) = 100°C ± 2,5°C Exatidão 1 % do Span

Valor real = 100°C ± (0,01 x 200) = 100°C ± 2,0°C Exatidão 1 % do Valor Lido (Instantâneo)

(64)

R

ANGEABILIDADE

(L

ARGURA DA FAIXA

)

É a relação entre o valor máximo e o valor mínimo, lidos com a mesma exatidão na escala de um instrumento. Na prática, a rangeabilidade estabelece a menor medição a ser feita, depois que a máxima é determinada

(65)

SENSIBILIDADE

É a mínima variação que a variável

pode ter, provocando alteração na

indicação ou sinal de saída de um

instrumento.

Exemplo: Um instrumento com range

de 0 a 500°C e com sensibilidade de

0,05% terá valor de:

(66)

ZONA MORTA

É a máxima variação que a variável pode ter sem que provoque alteração na indicação ou sinal de saída de um instrumento.

Exemplo: Um instrumento com range de 0 ºC à 200 ºC, possui uma zona morta de ± 0,1% do span. A zona morta do instrumento pode ser calculada da seguinte forma:

Sendo, ± 0,1% = ± 0,1/100 = ± 0,001, teremos: 0,001. 200 = ± 0,2 ºC

(67)

HISTERESE 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

É o erro máximo apresentado por um instrumento para um mesmo valor em qualquer ponto da faixa de trabalho, quando a variável percorre toda a escala nos sentidos ascendente e descendente.

Expressa-se em porcentagem do span do instrumento. Deve-se destacar que a expressão zona morta está incluída na histerese.

Exemplo: Num instrumento com range de -50°C a 100°C, sendo sua histerese de ± 0,3 %, o erro será 0,3 % de 150°C = ± 0,45°C

(68)

REPETIBILIDADE

É a máxima diferença entre diversas medidas de um mesmo valor da variável, adotando sempre o mesmo sentido de variação.

Expressa-se em porcentagem do span do instrumento. O termo repetibilidade não inclui a histerese.

(69)

LINEARIDADE

É o desvio máximo da indicação

obtida tomando com referência a reta

que une os pontos referentes a 0% e

100% da escala.

Instrumento é linear quando sua

saída varia na proporção direta da

entrada.

(70)

C

ODIFICAÇÃO PARA

I

NSTRUMENTOS E

D

ISPOSITIVOS DE

C

ONTROLE 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

Todos os equipamentos utilizados em instrumentação industrial são codificados segundo a Norma ISA S 5.1 (Instrument Society of America ) e esse código que é associado à identificação do local e do número da malha de controle tem o nome de

TAG ( rótulo ) do instrumento. Cada

instrumento do sistema tem um TAG diferente, seja pela função, pela localização ou pela malha a que pertence.

(71)

EXEMPLO DE IDENTIFICAÇÃO DE

INSTRUMENTO

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Onde:

P - Variável medida – Pressão

R - Função passiva ou de informação – Registrador C - Função ativa ou de saída – Controlador

001 - Área de atividade onde o instrumento atua 02 - Número sequencial da malha

(72)

(73)

SIGNIFICADO DAS LETRAS DA TABELA

A 1ª letra indica a variável que o instrumento manipula, a 2ª letra tem a função de completar a informação anterior. A 3ª letra indica a ação do instrumento (ativa para controlador / transmissor, etc., ou passiva para indicador / lâmpada / alarme / totalização, etc. ).

Neste grupo ainda pode haver outras letras

adicionais para funções auxiliares como contatos

(74)

A SIMBOLOGIA DOS SINAIS UTILIZADOS NOS FLUXOGRAMAS DE PROCESSO E SEGUE A NORMA ANSI/ISA-S5

(75)

SÍMBOLOS DE INSTRUMENTOS UTILIZADOS EM FLUXOGRAMAS - SEGUE A NORMA ANSI/ISA-S5

(76)

EXEMPLOS

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Exemplos de TAG:

- ZSL-03 12 : Chave de posição indicativa de nível

baixo – refere-se ao local 03 e pertence à malha de

controle nº 12.

- TRSH-11 04 : Registrador de temperatura com

chave com contato de alta – refere-se ao local 11 e

pertencente à malha de controle nº 04.

- EIC-04 14 : Controlador e indicador de tensão do

(77)

27 /0 8/2 01 4 77 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos

(78)

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

P

ROXIMIDADE

(79)

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

P

ROXIMIDADE 27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Sensores mecânicos

Chaves-limite ou chaves fim-de-curso:

atuam por contato físico com uma peça ou parte

de uma máquina que se move. Normalmente são utilizadas para desligamento da máquina ou de algum movimento, de forma que seu contato NF se abre quando a haste é tocada. Para cada tipo de movimento e posição da chave existe um tipo de acionamento que pode ser por passagem, toque tangencial em uma ou mais direções, toque frontal, etc.

(80)

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

P

ROXIMIDADE Sensores mecânicos

É composta por 03 peças:

Corpo – normalmente em zamak, alumínio ou

fibra para alojamento dos contatos

Contatos – normalmente 1NA + 1NF para 4A

ou 6A – 250 V

Cabeçote – elemento sensor de toque.

Principais características que se devem observar para especificação são a velocidade de acionamento (em mm/min), curso total de acionamento e o ponto em que os contatos se

(81)

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

P

ROXIMIDADE

Chaves programadoras rotativas:

Compostas por um disco de acionamento c/

cames circulares que atuam microinterruptores quando o eixo é girado. O ponto de acionamento de cada came pode ser programado por deslizamento ou regulagem de suas posições. Normalmente as chaves programadoras podem ter de 2 a 20 microinterruptores e são utilizadas em máquinas que realizam operações sequenciais pré- definidas.

(82)

Sensores indutivos: O sensor é composto por um gerador de campo magnético de alta frequência obtida de um oscilador eletrônico. As linhas de fluxo percorrem uma região externa à cabeça sensora. Um metal ou peça metálica que esteja ou passe dentro dessa região altera o fluxo, fazendo atuar o sensor.

A saída de informação é feita por um contato seco ( para CA ou CC ) ou por um transistor (para CC) . A distância sensora pode ser de 1mm a 15mm dependendo do tipo de cabeçote.

Vantagens: não possuem peças móveis, não necessita de contato

físico com a peça, o ponto de atuação é razoavelmente constante e são vedados internamente.

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

(83)

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

P

ROXIMIDADE Sensor Indutivo

(84)

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

P

ROXIMIDADE

(85)

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

P

ROXIMIDADE Sensor Indutivo

(86)

São sensores semelhantes aos de proximidade indutivos, porém sua diferença está exatamente no princípio de funcionamento, o qual baseia-se na mudança da capacitância da placa detectora localizada na região denominada face sensível

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

P

ROXIMIDADE

(87)

Funcionam por campo elétrico que é alterado quando o dielétrico do meio varia. Assim, pode detectar quase qualquer

material (madeira, vidro, plástico, papel,

metal, material orgânico, etc.). A distância sensora não é fixa mas depende da forma, da massa e do material de que é feita a peça que entra no campo sensor.

Sensores Capacitivos

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

(88)

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Sensores Capacitivos

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

P

ROXIMIDADE

(89)

27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Sensores Ópticos

São sensores cujo funcionamento baseia-se na emissão de um feixe de luz, o qual é recebido por um elemento foto-sensível. Basicamente são divididos em três tipos distintos: sistema por barreira, difusão e reflexão.

S

ENSORES DE

P

OSIÇÃO OU DE

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27 /0 8/2 01 4 P rof es sor J ad son Caet an o - Au la d e In st ru m en ta çã o e Con tr ol e d e P roc es sos Sensores Ópticos Funcionamento Baseia-se na interrupção ou incidência de um feixe luminoso sobre um foto-receptor, o qual provoca uma comutação eletrônica. A emissão de luz é invisível, proveniente da emissão de raios infra-vermelhos

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