64ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica

OTIMIZAÇÃO DE SISTEMA DE CONTROLE DE NÍVEL COM IMPLEMENTAÇÃO DE SENSOR ALTERNATIVO

Pedro César de Araújo Filho 1 João Pablo Santos da Silva 1 Kamilla Sâmia da Silva Oliveira 1 José Henrique de Souza 2

1. Diretoria Acadêmica de Indústria - IFRN, Natal/RN 2. Prof. M.Sc./Orientador – Diretoria Acadêmica de Indústria - IFRN, Natal/RN

INTRODUÇÃO:

A exigência por produtos de melhor qualidade aliado a um preço mais acessível têm proporcionado uma disputa acirrada entre as empresas produtoras de bens e serviços. Esta “guerra” que vem impulsionando o desenvolvimento da indústria e a urgência em ofertar produtos mais competitivos passam pela utilização de sistemas automatizados. Em uma planta industrial, a utilização de sistemas de controle de processo em malha fechada é uma realidade e a compreensão e o entendimento do funcionamento de tais sistemas pode levar ao surgimento de novas formas de produção além de melhorar o processo de fabricação. O presente trabalho apresenta uma abordagem diferente para controlar o nível de um reservatório em tempo real e a um baixo custo, além de uma boa portabilidade.

METODOLOGIA:

O controle automatizado do nível de fluído é feito através da associação de um sensor potenciométrico com um CLP, objetivando manter uma condição inicial definida pelo usuário. Para que o potenciômetro seja capaz de detectar o nível de fluído contido no recipiente, foi acoplado a ele um eixo que em sua extremidade possui uma boia. Dessa forma, através da variação do nível haverá uma variação mecânica proporcional que resultará na alteração da resistência do sensor, permitindo delinear o comportamento deste dispositivo como realimentador da malha e com isso determinar os valores de entrada relevantes para o controle apropriado do nível. O envio do sinal de tensão na entrada do controlador é disponibilizado a partir de um circuito divisor de tensão acoplado ao sistema. De acordo com o sinal recebido, o CLP irá compará-lo ao valor previamente estabelecido e em razão da possível diferença encontrada terá como função analisar qual dos atuadores deverá ser acionado, se a eletroválvula responsável pela saída do fluído ou a bomba de esguicho responsável pela entrada do mesmo, possibilitando que o sistema retorne a condição inicial.

RESULTADOS:

A malha de controle idealizada alcançou resultados equivalentes aos dos sistemas que são comumente utilizados. Após alguns ensaios com sucesso operacional, foi dado início a fase de testes com um desvio proposital no esquema padrão de funcionamento objetivando receber a resposta imediata do sistema no gerenciamento dos atuadores de forma a manter o nível definido. Os resultados foram satisfatórios e o erro de resolução é praticamente inexistente, já que o sinal enviado pelo potenciômetro varia proporcionalmente a variação mecânica de seu eixo. O problema de maior significância apresentado neste tipo de sistema foi a variação do sinal provocada pela ondulação da superfície do fluído ocasionada pelo atuador de entrada, que está localizado na parte superior do reservatório. Este problema pode ser facilmente evitado colocando-se a alimentação do fluído na parte inferior do reservatório, assim o fluído não sofrerá forte variação na superfície, mas apenas no nível. Apesar de ser uma solução, para viabilizá-la faz-se necessário um alimentador de maior potência que possa elevar a coluna do fluído já existente no reservatório.

CONCLUSÃO:

Ficou evidenciado com a realização da pesquisa desenvolvida com foco voltado para o campo industrial que existe uma gama de possibilidades de controle de sistemas com custos relativamente baixos, dependendo diretamente do grau de precisão exigido e da escala do processo em que está sendo utilizado, assim como também dos recursos disponíveis para otimização de tais sistemas. Seguindo etapas de elaboração do projeto, desenvolvimento de leiautes do mesmo e montagem física da malha, obteve-se um sistema de baixo custo, construído a partir de componentes alternativos aos comumente utilizados gerenciados por um controlador industrial tornando o sistema aplicável em simulações de algoritmos para controle de processos e permitindo o desenvolvimento de sistemas supervisórios. Além disso, o sistema foi desenvolvido em forma de módulo, o que possibilita sua interação a partir do mesmo controlador com módulos de simulação de outros processos industriais.

Palavras-chave: Potenciômetro, Controle de nível, CLP.