Controle PID

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Projeto de controlador PID, identificação,
simulação e avaliação de desempenho de malhas
de controle utilizando planilha eletrônica

Roteiro
• Cenibra
• Controle de Processos
• Controlador PID
– Ações do algorítimo
– Metodologia de sintonia
– Processos industriais / interações entre os mesmos
• Motivação para o trabalho de melhoria em malhas de controle
• Modelagem matemática(Laplace)

• Escolha da plataforma de trabalho (software)
• Desenvolvimento do aplicativo
• Resultados

CENIBRA
(Foto aérea)
- Fundada em 13 de setembro de 1973
- Produção atual– 1.200.000 tsa/ano (2 linhas)

- Brasília (750 Km)

Minas Gerais

BELO

HORIZONTE

(236 Km)

BELO

ORIENTE

- Portocel (375 Km)
- Barra do Riacho
- São Paulo (580 Km)

- Rio de Janeiro (450 Km) Controle de Processos
CONTROLE MANUAL

DESVIO

CONTROLE AUTOMÁTICO

VALOR
OBTIDO

DESVIO
VALOR
OBTIDO

+

+

0

0
ERRO

-

SETPOINT

TEMPO

ERRO

SETPOINT

TEMPO

Ações do algorítmo PID
PV

P
Proporcional

+

I
Integral

+

D
Derivativo

Processo de Produção de Celulose
e Papel

Processo de Produção de Celulose
e Papel
ProcessosVariáveis

Controles

• Picador

• Vazão

• Feedback

• Digestor

• Nível

• Cascata

• Branqueamento

• Pressão

• Razão

• Secagem

• Temperatura

• Override

• Evaporação

• Densidade

• Split-range

• Caldeiras

• Torque

• Mid-ranging

• Caustificação

• pH

• Feedforward

• Forno de Cal

• Consistência

• Pred. de Smith

• Planta Química

•Kappa

• Limites Cruzados

• ETA e ETE

• Alvura

• Multivariáveis

• Outros ...

• Outras ...

• Outros ...

Processo de sintonia do
controlador PID
Metodologia tradicional:
• A operação solicita intervenção técnica quando ocorre variação
excessiva do sinal ou lentidão na resposta da malha de controle;
• O técnico analisa a curva de tendência e ajusta os parâmetros docontrolador.
Dificuldades:
• O técnico deve ser um especialista bem treinado na área de controle
e conhecer muito bem o processo;
• É comum valer-se de métodos como tentativa e erro ou aumento do
damping do processo;

• O processo de sintonia da malha pode ser demorado.

Interação entre malhas de
controle (distúrbios)
TI
01

Condensador

Refrigerante

PC
01
FC
01

Alimentação

LC02

PT
01

LT
02

Acumulador

FT
01

FT
03

Torre de
Destilação
FC
03
FC
02

Vapor

LT
01

FT
02

LC
01
FT
04

Refervedor

FC
04

Produtos
Leves

Produtos
Pesados

Por que investir em auditoria de malha
e sintonia de controlador PID?

• 30% das malhas em manual;
• 30% dos problemas em sensores, atuadores;
• 20% dos projetos estão errados e/ouinadequados;

• 85% das malhas são mal sintonizadas (30% sem sentido);
• 60% das falhas em equipamentos são provocados por distúrbios no
processo. Quanto mais estável melhor.

Fonte: Revista Controle & Instrumentação

Por que investir em auditoria de malha
e sintonia de controlador PID?
Malhas de controle mal sintonizadas elevam os custos devido:
• Aumentar o consumo de energiaelétrica
compressores de ar para instrumentação);

(atuadores

elétricos,

• Aumentar o desgaste de válvulas ( Freqüência elevada de atuação =
maior incidência de manutenção);

• Aumentar o número de paradas do processo;
• Aumentar o rejeito até a estabilização da planta;
• Reduzir a qualidade do produto pela falta de estabilidade nas condições
ideais de produção;
• Transferir oscilações aolongo de todo o processo;
• Impedir a utilização da capacidade total de produção dos equipamentos.

Metodologia de sintonia do
controlador PID
Metodologia proposta
• Realizar auditoria de malha de controle;
• Utilizar métodos de sintonia do controlador PID baseados no modelo
matemático do processo;
• Criar ambiente de simulação entre processo e controlador PID.
Vantagens
•...
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