Instrumentação e Controle

Instrumentação.

Porque falar de instrumentação aqui? Bem, porque é meu trabalho. E é gostoso falar do que nós gostamos de fazer 😉

De acordo com a Wikipedia, Instrumentação é “a arte e ciência da medição e controle”. Um nome muito apropriado, se me permitem dizer. É realmente uma obra de arte, um processo devidamente automatizado. A definição mais aceita é: Instrumentação é a área que trata do projeto, fabricação, montagem, operação e manutenção dos instrumentos para medida, controle e automação dos processos industriais.

Já vimos que todas as definições nos levam para uma outra palavra-chave, processo. Também de acordo com a Wikipedia,  processo é um conjunto sequencial e peculiar de ações que objetivam atingir uma meta.

Para controlarmos os processos, precisamos, primeiramente, conhecê-los. Na instrumentação, normalmente estes processos são conhecidos através dos fluxogramas conhecidos como P&I, ou Piping & Instrumentation Diagram. É através destes diagramas que o instrumentista conhece o processo a ser estudado. A norma normalmente seguida para a confecção de diagramas P&ID é a ISA S 5.51 .

Um exemplo de diagrama, linkado do site EngineeringToolBox.

Piping & Instrumentation Diagram

Um diagrama P&I não é desenhado em escala. O mesmo serve para o profissional entender o processo a ser estudado, não para análises de tamanho, distância, entre outros. Estas informações, físicas, estão contidas nos esquemas elétricos e civis, e devem ser estes os esquemas consultados, quando queremos buscar estas informações. Distâncias são importantes para a istrumentação, por causa da compensação de sinais transmitidos. Um diagrama de P&I, deve sempre conter:

  • Equipamento mecânico com nomes e números.
  • Instrumentação e denominações.
  • Todas as válvulas e suas identificações.
  • Processo de tubagens, dimensões e identificação.
  • Miscelânea – orifícios de ventilação, esgotos, instalações especiais, linhas de amostragem, redutores, increasers e swagers.
  • Permanente start-up e as linhas de flush.
  • Sentidos de fluxo.
  • Referências Interligações.
  • Controle de entradas e saídas, intertravamentos.
  • Interfaces para a mudança de classe.
  • Entrada do sistema de controle de computador.
  • Identificação de componentes e subsistemas fornecidos por outros.
  • Após a análise do P&I, vamos ao processo propriamente dito.
    Em um processo temos, normalmente, duas variáveis: a variável controlada e a variável manipulada. Pense no ato de tomar banho: manipulamos a vazão de agua para controlar a temperatura. Neste caso, a vazão é a variável manipulada, e a temperatura, a controlada. Podemos ter varias variáveis em um mesmo processo: neste caso, temos um processo em cascata, onde as ações de controle acabam interferindo em varias variaveis. Os elementos do processo estão contidos em uma estrutura de controle.

    Temos algumas estruturas de controle que são recorrentes; estas são conhecidas como Estruturas Clássicas de Controle. A definir:

    • Controle de razão ou relação (ratio). Esta é a única estrutura que pode ocorrer um controle sem um set point. Um exemplo bem funcional: gastamos o nosso dinheiro proporcionalmente ao que ganhamos. Esta razão do gasto do dinheiro é um controle de relação (sim, muitas vezes gastamos mais do que ganhamos. Mas, neste caso, o ratio está errado 😉 );
    • Controle por realimentação simples. O tipo de controle que mais iremos observar no ambiente de trabalho.
    • Controle por antecipação (feed forward). Controle típico de uma caldeira.
    • Controle Mestre-Escravo (master-slave). Onde o set point do controle escravo irá seguir o set point do controle mestre.
    • Controle por faixa dividida (split range). Exemplo de controle onde temos dois elementos de saída para uma mesma variável.
    • Controle Seletivo ou Passa-Banda.

    Como este post está extenso demais, irei parar por aqui. Até o próximo capítulo!

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    4 comentários sobre “Instrumentação e Controle

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