Elementos finais de controle

1. INTRODUÇÃO

Elementos finais de controle são mecanismos que modificam o valor da variável manipuladora, em resposta a um sinal de saída do controlador automático. Geralmente são constituídos por um atuador e por um dispositivo que é acionado pelo atuador e modifica a variável manipulada.
Apesar de nem sempre receber a devida atenção, a escolha do elemento final de controle mais adequado éde grande importância para o bom desempenho da malha de controle, pois ele é o responsável pela modificação de valores diversos para que a variável de controle seja mantida no valor desejado.
Existem diversos tipos de elementos finais de controle, tais como resistências elétricas, chaves de posição, bombas e motores, porém, a de maior uso e por isto a mais importante é a válvula de controle.2. A VÁLVULA NA MALHA DE CONTROLE

A válvula de controle desempenha um papel muito importante no controle automático de processos industriais que dependem da correta distribuição e controle de líquidos, gases e vapores.
Os elementos finais de controle que tem na válvula seu principal representante são os responsáveis pela manipulação do fluxo de matéria e/ou energia, que tem como finalidadeatuar no processo de modo a corrigir o valor da variável controlada sempre que houver um desvio em relação ao valor desejado.
Na figura 2.1, há o desenho de uma malha de controle destacando a válvula como elemento final de controle.

FIGURA 2.1 – A válvula numa malha de controle
Fonte: Bega, E.A., “Instrumentação Industrial”, 2003, Rio de Janeiro, Editora Intercicência
Apesar de ser muitoutilizada, a válvula de controle é o elemento que normalmente recebe menos atenção dentro da malha de controle. Na maioria dos casos, a válvula é o componente que está sujeito a condições severas de pressão, temperatura, corrosão, etc. e, ainda assim, deve operar de modo mais satisfatório para comprometer o controle da variável em questão. Uma válvula de controle funciona como uma resistência variávelna tubulação e normalmente é definida como sendo um orifício de dimensões variáveis.

3.1. COMPONENTES DE UMA VÁLVULA DE CONTROLE

Uma válvula de controle típica compõe-se em basicamente três partes: atuador, castelo, corpo e internos. A figura 2.2 mostra uma válvula de controle com destaque a estas partes.

FIGURA 2.2 – Válvula de controle com seus três componentes básicos
Fonte:Bega, E.A., “Instrumentação Industrial”, 2003, Rio de Janeiro, Editora Intercicência

3.2.1. ATUADOR

É a parte da válvula que fornece a força com que ela realiza seu trabalho. O atuador mais comum utilizado no acionamento de válvulas de controle consiste numa câmara bipartida que contem que diafragma flexível. Numa das partes desta câmara o atuador recebe o sinal de controle e na outraparte o diafragma é fixado a um prato, onde se apoiam uma haste e uma mola.
Os atuadores podem ser classificados como:

a) Atuador tipo mola e diafragma em ação direta
Um atuador de ação direta é aquele no qual a válvula de controle fecha com o aumento da pressão de ar, ou seja, assume a posição totalmente aberta em caso de falha do suprimento de ar do acionamento. A figura 2.3 mostra oatuador de ação direta.

FIGURA 2.3 – Atuador tipo mola e diafragma de ação direta
Fonte: Bega, E.A., “Instrumentação Industrial”,
2003, Rio de Janeiro, Editora Intercicência

b) Atuador tipo mola e diafragma em ação inversa
Um atuador de ação inversa é aquela no qual a válvula de controle abre com o aumento da pressão de ar, ou seja, assume a posição totalmente fechada em caso de falha dosuprimento de ar do acionamento. A figura 2.4 mostra o atuador de ação inversa.

FIGURA 2.4 – Atuador tipo mola e diafragma de ação inversa
Fonte: Bega, E.A., “Instrumentação Industrial”, 2003,
Rio de Janeiro, Editora Intercicência

c) Atuador para válvulas rotativas (esfera ou borboleta)
São atuadores que produzem deslocamentos angulares, cujo movimento é transmitido ao eixo da...
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