Lab SIC MPS PA Comissionamento

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Controle de Processos

Sistema de Controle de Processos

MPS-PA – Estação Compacta

DC-I/Jürgen Helmich, Günter Öxler Practical mastery of closed loop controls: Module 2

January 28, 2009 1

Sistemas de Controle de Processos – MPS-PA Estação Compacta

A tecnologia do Controle de Processos envolve não somente processos

simples como os princípios básicos de um simples,como os princípios básicos de um processo de produção de alimentos ou do tratamento de água.

Pode ser um processo altamente complexo e técnico. Não importa quão complexo é o processo, a primeira etapa é sempre

p , p p p

aprender os conceitos da tecnologia de controle em malha aberta e fechada controle a tecnologia.

DC-I/Jürgen Helmich, Günter Öxler Practical mastery of closed loop controls: Module January 28, 2009

Por esse motivo é que o MPS-PA Estação Compacta é um grande salto no aprendizado do Controle de Processos.

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Componentes

Easyport

Componentes

Easyport Sensor Ultrasonico I/O b d Tanque I/O board Válvula de Sensor de Pressão Válvula Válvula de

esfera 2/2 vias _Aquecedor

Sensor de Temperatura Sensor de Vazão Trolley Proporcional Temperatura

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Bomba Perfil de

alumínio

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Sensor capacitivo de monitoramento do nível

• Dois sensores capacitivos montados no ao lado do reservatório inferior fazem o monitoramento do nível de água Os monitoramento do nível de água. Os sensores podem ser ajustados

mecanicamente de acordo com o nível desejado.j

• A detecção do nível da água é feita pelo lado externo do reservatório.

• Sensor com alimentação 24VDC e sinal deSensor com alimentação 24VDC, e sinal de saída digital, conectado no terminal de I/O.

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Sensor de nível tipo flutuador

• O sensor flutuador pode ser montado de forma a monitorar o aumento ou

descréscimo do nível descréscimo do nível.

• Sensor com alimentação 24VDC, e sinal de saída digital, conectado no terminal de I/O.

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Datasheet→ 691282

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Sensor de nível tipo flutuador de segurança

• O sensor de nível flutuador funciona como minitorador de nível mínimo, garantindo que o aquecedor só funcione se estiver

Sensor de nível tipo flutuador de segurança

o aquecedor só funcione se estiver completamente imerso, ou seja, como segurança no funcionamento do aquecedor. • Neste caso a ligação elétrica do aquecedor • Neste caso a ligação elétrica do aquecedor

está conectado em série com o sensor.

Datasheet→ BE.EL.0162

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Sensor de nível tipo flutuador de segurança

• Sensor de nível flutuador posicionado na parte superior do reservatório,

monitorando o nível máximo do

Sensor de nível tipo flutuador de segurança

monitorando o nível máximo do reservatório. Montado em invólucro de acrílico transparente, permite a

visualização do funcionamento do sensor.ç • O sensor pode ser utilizado como

segurança contra vazamentos por excesso de água no reservatório.

• Sensor com alimentação 24VDC, e sinal de saída digital, conectado no terminal de I/O.

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Datasheet→ 691383

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Sensor ultrassônico para detecção de nível

• Sensor Ultrassonico, com distância útil de 50 – 300 mm / sinal de saída analógico de 4 – 20 mA

• Sensor detecta a distância da superfície da água até o sensor.

• Zona morta de detecção < 50 mm, faixa sem medição de valores.

• O sinal de saída passa por um conversor de corrente em tensão na faixa de:

• 4 – 20 mA → 0 – 10 V DC

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Sensor ultrassônico para detecção de nível

Sensor Ultrassonico com característica de sinal em redução conforme a distância do objeto

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Sensor ultrassônico para detecção de nível

D = t • vs

2

Sensor

Ultrassonico Conversor de sinal

Sensor ultrassônico para detecção de nível

L = E - D D

BD

de sinal

t = tempo da onda sonica vs = velocidade do som

BD = Zona morta de sinal

E E = Distância total D = Distância da superfície L = Nível L n d res s+ Hauser

Source

: E

n

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Sensor de Vazão

• A vazão é determinada por um sensor de turbina optoeletrônico.

V i ã d i l d f üê i • Variação do sinal de freqüência

0.3 – 9.0 l/min / 40 – 1,200Hz;

• Alimentação 24VDC , o sinal de saída pode ser lido numa entrada rápida do pode ser lido numa entrada rápida do CLP.

• Conversor de freqüência em tensão 0 – 1 000 Hz→ 0 – 10 V DC 0 1,000 Hz → 0 10 V DC

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Datasheet→ 170711170711

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Sensor de Vazão

• O fluido sofre um impacto no ângulo de ataque das lâminas do rotor.

É formada uma área de baixa pressão entre a câmara de

Sensor de Vazão

• É formada uma área de baixa pressão entre a câmara de pressão e o distribuidor do rotor.

• O líquido que corre através do medidor dá a velocidade angular às lâminas de rotor da turbina.

• A velocidade angular ou o número de rotações por minuto do rotor de turbina são proporcional à vazão. • O rotor de turbina é hidraulicamente equilibrado no seu

eixo.

• A vazão mínima do medidor de fluxo da turbina é o fator da viscosidade versus a precisão.

• A cavitação em um medidor de fluxo de turbina ocorre quando as pressões locais caem perto ou abaixo da quando as pressões locais caem perto ou abaixo da pressão do vapor do líquido..

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Sensor de Pressão

• Sensor de pressão com célula de medição cerâmica.

F i d di ã 0 400 b

• Faixa de medição: 0 – 400 mbar • Sinal de saída: 0 – 10 V DC

DC-I/Jürgen Helmich, Günter Öxler Practical mastery of closed loop controls: Module 2 January 28, 2009 Datasheet→ BE.EL.0600 13

Célula de cerâmica

Pode ser utilizado com: • Ar comprimido, oxigênio.

Á

s

Corpo

• Água natural e do mar.

• Óleo combustível, diesel, gasolina. • Fluido hidraulico, fluido de freio

urce : BD Senso rs Corpo • Fluidos agressivos So Circuito elétrico Ponte de Wheadstone Diafragma Cerâmico

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Sensor de temperatura

• Sensor tipo PT100

Termometro de resistência de platina com Termometro de resistência de platina com elemento de resistência intercambiável. • Faixa de medição -50 °C to +150 °C

DC-I/Jürgen Helmich, Günter Öxler Practical mastery of closed loop controls: Module 2 January 28, 2009 Datasheet→ 170709 15

Sensor de temperatura

3 Sensor de temperatura

1

3

1

2

1 Parafuso de fixação 2 Tubo selado 2 Tubo selado 3 Termo elemento

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Bomba Centrifuga

• Bomba centrifuga com vazão da ordem de 5 l/min garante um fluxo contínuo de água. • A velocidade de rotação da bomba pode ser

controlada de forma analógica por um controlador que recebe um sinal de entrada de 0 – 10 VDC com sinal de saída linear de de 0 – 10 VDC, com sinal de saída linear de 0 – 24 VDC.

• A bomba também pode funcionar em modo ON/OFF através de circuito elétrico

ON/OFF através de circuito elétrico comandado por relê.

Bomba Centrifuga

1 Rotor 2 Eixo do

2 Eixo do Rotor

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Válvula Proporcional

• Controle de vazão com a válvula 2/2 vias

proporcional diretamente atuada. A corrente que passa pela bobina do solenóide aciona o carretel passa pela bobina do solenóide aciona o carretel da válvula continuamente abrindo e fechando a passagem de fluido.

• O sinal externo é convertido internamente em um • O sinal externo é convertido internamente em um

sinal (PWM) pulse-width-module e desta forma é possível ajustar a abertura da válvula

proporcionalmente.

• A freqüência do sinal de PWM pode ser modificada. Faixa do sinal de entrada de 0 -10VDC (também: 0 - 20mA e 4 - 20mA)

Válvula Proporcional

1 Mola de reposição 2 Assento da válvula 3 Carretel de fechamento 4 Canal de passagem 5 Corpo da válvula 6 Canal de redução 6 Canal de redução

Flow

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Válvula de esfera com atuador rotativo pneumático

Válvula de esfera utilizada em processos contínuos com as seguintes características: • Atuador rotativo quarto de volta modelo SYPAR,

com dispositivo de alto torque de acionamento (scotch yoke).

• Válvula eletropneumática 5/2-vias padrão NAMUR, montada diretamente no atuador rotativo .

Sinalizador óptico com 02 microswitch • Sinalizador óptico com 02 microswitch

indicadores de posição Aberto/Fechado. Válvula de esfera Válvula

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Atuador

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Sinalizador

Atuador de dupla ação - quarto de volta

Abertura da válvula de processos Movimento em direção aos cabeçotes

Fechamento da válvula de processos Fechamento da válvula de processos Movimento em direção ao eixo

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I/O board com conversores de sinal e controlador do motor

• Módulo Digital de I/O, conector Centronics

Centronics

• Módulo Analógico de I/O, conector DB15 • Relê com limitador de corrente 2A • Controlador do motor da bomba

0 – 10V DC → 0 – 24 V DC, max. 3.5 A • Conversores de sinal – corrente/tensão;

freqüência/tensão; PT100/tensão

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Formas de Controle

CLP CLP Controle por PC Festo EasyPort, digital/analógico

Formas de Controle

CLP Siemens Logo C Siemens S7-300 CPU 313C digital/analógico Commissionamento/teste Festo simulation box

digital/analógico CLP Festo CPX-FEC Closed-loop control Closed-loop control p Controlador industrial Jumo Imago 500 CLP Allen-Bradley p Controlador industrial Siemens Sipart DR19 Micrologix 1500

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Commissionamento e testes utilizando o Simulation box digital/analóg

Treinamento/Comissionamento

C i i t d t ã ifi ã

Commissionamento da estação e verificação das entradas e saídas digitais e analógicas. Display dos valores analógicos

Conectar o Simulation box diretamente na

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Estação com os cabos Syslink crossover digital e analógico

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Conectando o Simubox digital/analógico

Conectar Simulation box digital/analógico nos terminais de entradas e saídas digitais e analógicas.

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Controle através de PC e FluidLab-PA

Estação Compacta

Controle através de PC e FluidLab-PA

Com este tipo de controle é possível ministrar treinamentos básicos de medição

PC study 1

ministrar treinamentos básicos de medição de variáveis, controle em malha aberta e fechada.

PTP RS232

Conecte o PC com o EasyPort DA e faça o comando com o software FluidLab-PA

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Conectar EasyPort digital / analógico

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Controle com CLP Simatic S7-300 – CPU313C/CPU314C-2DP

Controle com CLP Simatic S7-300 CPU313C/CPU314C-2DP

Treinamento em CLP

Conceitos básicos e avançados no controle Conceitos básicos e avançados no controle de malhas abertas e fechadas.

Treinamento avançado para redes de

comunicação e visualização Estação Compacta

comunicação e visualização.

Programação utilizando o software Step7. Conecte o CLP com a placa Syslink digital e analógica

COM1 _MPI

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RS232

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Controle com Festo CPX-FEC

Treinamento em CLP

Conceitos básicos e avançados no controle

Ethernet

de malhas abertas e fechadas. Treinamento avançado para redes de comunicação e visualização.

P ã ft STV4 1

Programação com software STV4.1 ou superior. Conecte o CLP à Estação utilizando os terminais de entrada e saída digitais e analógicas.

Visualização com IHM FED120

desenvolvimento das telas com o software FED Designer.

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Controle com Controlador industrial– Sipart DR19

Treinamento em controlador dedicado Conceitos básicos e avançados no controle

Profibus DP Conceitos básicos e avançados no controle de malhas abertas e fechadas.

Treinamento avançado para redes de comunicação e visualização

C fi ã j t d â t

Profibus-DP comunicação e visualização.

Configuração e ajustes dos parâmetros utilizando o software Simatic PDM V5.2 ou superior. É recomendado o uso do cartão Siemens CP5611 para Profibus-DP.

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Conecte o controlador dedicado à Estação através dos terminais de entradas e saídas digitais e analógicas.

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Características da Estação Compacta

Dimensões da Estação

• L x C x A = 700 x 700 x 935 mm

Características da Estação Compacta

• Peso da Estação: 45 kg

• Fonte de alimentação 24 VDC, 4.5 A • Ar comprimido, pressão de trabalho p , p