65ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 14. Engenharia

CONTROLE PI DIGITAL E ANALÓGICO VIA SOFTWARE MATLAB EM PLANTA DE MEDIÇÃO E CONTROLE DE TEMPERATURA

Mauro Gomes da Silva - Instituto Federal de Educação ciencia e Tecnologia do Para Steilon Jefferson Nogueira Candeira - Instituto Federal de Educação ciencia e Tecnologia do Para Renan Paraense Godinho - Instituto Federal de Educação ciencia e Tecnologia do Para

INTRODUÇÃO:

Introdução: No controle de processos, o objetivo de se medir e controlar as diversas variáveis físicas é obter produtos de alta qualidade e segurança, a custos compatíveis com as necessidades do mercado consumidor. Nos diversos ramos de mercado, seja alimentício, farmacêutico, siderúrgico, químico, entre outros, o controle da variável temperatura é fundamental para a obtenção do produto final específico, assim, o controle desta variável pode ser feito através de um controlador PI que levará a saída do sistema para um estado desejado. Neste caso, a planta a ser controlada corresponde a uma planta didática de temperatura, que simula o processo real do controle e medição de temperatura de água, porém, em menor escala, que podem apresentar saídas por meio da abertura individual ou em conjuntos de válvulas, simulando assim as perturbações do sistema.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Objetivos do trabalho: Os objetivos deste trabalho é fazer uma comparação de desempenho entre o controle digital e o controle analógico quando aplicados ao sistema em malha fechada e mostrar qual o tipo de controlador seria mais adequado para ser projetado para a planta em estudo

MÉTODOS:

Métodos: A planta analisada neste trabalho é visualizada e controlada via o software MATLAB. Para o desenvolvimento do controlador PI a ser utilizado no controle da planta didática de temperatura, primeiramente observou-se o comportamento da planta em que tempo o sistema atinge 64% do seu valor de regime sem controlador, em seguida foi projetado um controlador PI digital e um PI analógico para então serem aplicados juntamente com o sistema em malha fechada via computador (MATLAB).

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Resultados e Discussões: No sistema identificado, observou-se uma constante de tempo de 138,5 segundos indicando assim, o quanto o processo é lento, tendo um tempo de subida de 309 segundos e acomodação de 577 segundos. O sistema compensado com o controlador PI analógico apresentou um tempo de subida de 35,6 segundos, tempo de acomodação de 264 segundos e sobressinal de 30,8 por cento. Fazendo uma discretização da planta estudada e aplicando um controlador PI digital com um tempo de taxa de amostragem de 0.2 segundos, observa-se que as variáveis de desempenho (tempo de subida, tempo de acomodação e sobressinal) permanecem aproximadas das variáveis do sistema analógico compensado. Isso ocorre se somente se, a taxa de amostragem for de 0.2 segundos ou uma aproximação com uma constante de erro de no máximo 0.001 segundo. Para outros valores de taxa de amostragem, têm-se variáveis de desempenho muito diferentes das obtidas com o controlador PI analógico. Portanto, para taxas de amostragem maiores que a especificada (0.2 segundos), o sistema compensado apresenta menores sobressinais e maiores tempos de subida e acomodação, enquanto que, para valores de taxa amostragem menores têm-se como resultados, sobressinais maiores e tempos de subida e acomodação maiores.

CONCLUSÕES:

Conclusões: Os sistemas compensados com PI analógico e digital utilizando para este um valor de taxa de amostragem de 0,2 segundos, quando simulados no software MATLAB mostraram-se de forma satisfatória para o controle da temperatura, pois apresentaram respostas de desempenho semelhantes. Sendo que o controlador analógico se mostrou mais adequado para ser implementado na planta em estudo em relação ao digital, pois este apresentou algumas restrições com relação à taxa de amostragem

Palavras-chave: Compensadores Integradores, Sistema Térmico, Desempenho.