Controle de processos

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PROJETO DE SISTEMA DE CONTROLE DE UM PROCESSO






Danilo Coelho
danilocoelho20@yahoo.com.br


José Pereira Rios Júnior
josepereirariosjunior@yahoo.com.brReinaldo




Abstract


The process of heat Exchange between two fluids of different temperature and are separated by a solid wall occurs in many engineering applications. The device used to implement this exchange is called a heat exchanger and its applications can be found in various areas of anindustry.
This work has the objective, to evaluate the basic components of a control system in order to measure them as well as designing the control loop so that it acquires stability and finally tune the mesh with a suitable controller for this process.




Resumo
O processo de troca de calor entre dois fluidos que estão a diferentestemperaturas e separados por uma parede sólida ocorre em muitas aplicações de engenharia. O dispositivo utilizado para implementar essa troca é denominado trocador de calor e suas aplicações podem ser encontradas em diversas áreas de uma indústria.
Este trabalho tem o objetivo de avaliar os componentes básicos de um sistema de controle, a fim de dimensioná-los, além de projetar a malha decontrole para que esta adquira estabilidade e por fim sintonizar a malha com um controlador adequado para esse processo.


Palavras chaves: Trocador de calor, Sistema de controle, Sintonia de controlador.


1. INTRODUÇÃO




Apesar de ter mais de 2000 anos, o conceito de realimentação não encontrou aplicação prática na indústria até que James Watt o aplicou ao controle davelocidade de sua máquina a vapor cerca de 200 anos atrás. Desde então, o número de aplicações industriais proliferou ao ponto de hoje quase todos os sistemas de controle avançadas que foram desenvolvidas nos últimos 70 nos para melhorar o desempenho de malhas de controle de realimentação foi capaz de substituí-lo.
A sintonização é o procedimento de se ajustar os parâmetros do controlador derealimentação para se obter uma resposta específica de malha fechada. A sintonização de uma malha de controle por realimentação é análoga à sintonização de um motor de automóvel, onde a dificuldade aumenta com o número de parâmetros que devem ser ajustados. Os valores dos parâmetros de sintonização dependem da resposta de malha fechada desejada e das características dinâmicas ou personalidade dosoutros elementos da malha de controle, particularmente o processo.


2. METODOLOGIA


EXPLICITAR QUAIS FORAM OS METODOS UTILIZADOS NO DESENVOLVIMENTO




3. MODELAGEM DO PROCESSO


Um trocador casco-tubo opera em contracorrente e é usado para resfriar óleo lubrificante proveniente de uma prensa hidráulica. O trocador encontra-se em serviço a um longo períodode tempo. A área de superfície de transferência de calor do trocador é de 10 m2 e o valor de projeto do coeficiente global de transferência de calor é de 20 W/m2.K. Durante sua utilização, o óleo lubrificante, escoando a 338,98 m3/s, é resfriado por água fornecida a 25ºC e uma vazão de 0,2008 m3/s. Sabendo-se que o óleo lubrificante entra no tubo a 110ºC, expresse um modelo matemático e sintonizeum controlador que mantenha a temperatura de saída do óleo em 66ºC.


[pic]


Considerações e hipóteses:
1. Área de troca termica constante
2. Volume de troca térmica constante = 25 m3
3. Óleo lubrificante ~ Óleo motor
4. Coeficiente Global varia com o fator de sujeira
5. Cp = Cv para líquidos






|Fluido quente (Óleo lubrificante)...
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