AFM023P Treinador Básico de Controle de Processos — Equipamento Educacional e de Ensino para Controle de Processos1 Visão Geral do Produto
1.1 Visão Geral
"Controle de Processos" é a abreviação para o controle automático de processos de produção, constituindo uma parte fundamental da tecnologia de automação. Geralmente, refere-se ao controle contínuo ou automático do processo produtivo em setores industriais como petróleo, indústria química, energia elétrica, metalurgia, indústria leve, materiais de construção, energia nuclear, entre outros. Nos processos de produção industrial modernos, a tecnologia de controle de processos desempenha um papel cada vez mais importante na concretização de diversos indicadores técnicos e econômicos ideais, na melhoria da eficiência econômica e da produtividade do trabalho, na melhoria das condições laborais e na proteção do meio ambiente.
Tendo como eixo central as principais tecnologias e sistemas de equipamentos que integram a automação e os sistemas de informação das empresas de processos, projetamos e fabricamos este dispositivo didático abrangente para a prática laboratorial profissional em controle de processos avançado, estabelecendo, assim, uma base de prática de engenharia para laboratórios de disciplinas profissionais.
Este dispositivo de treinamento apresenta um design racional e grande versatilidade. Ele não apenas atende aos requisitos do ensino experimental de disciplinas correlatas em cursos de graduação e de nível técnico nas áreas de automação industrial, controle automático e outras especialidades, mas também é adequado para atividades de pesquisa e desenvolvimento de temas por parte de estudantes de pós-graduação.
1.2 Características
1. Adota uma estrutura em perfis de alumínio industriais, com design de estrutura transparente e interfaces abertas.
2. O produto possui uma estrutura de bancada, com design de chassi totalmente em liga de alumínio, e apresenta uma concepção modular que separa o objeto de controle do sistema de controle. As unidades podem ser posicionadas sobre a bancada de operação de forma combinada ou separadamente, conforme a necessidade.
3. As interfaces de entrada e saída do dispositivo apresentam excelente compatibilidade. A unidade de acionamento e a unidade principal de controle (PLC) podem ser facilmente substituídas; o sistema pode atuar como mecanismo de carga para circuitos eletrônicos, como objeto de execução para sistemas de controle via PLC, e pode ser expandido ou atualizado conforme a necessidade.
4. Permite a realização de experimentos diversificados envolvendo os cinco dispositivos de detecção e sensoriamento térmico amplamente utilizados na indústria: temperatura, vazão, nível de líquido, pressão e composição.
5. Incorpora o conceito de controle por divisão de tempo, permitindo a coleta simultânea de dois ou três parâmetros — por exemplo, um conjunto de medição de vazão e um conjunto de medição de temperatura. O sistema do objeto de controle é construído inteiramente em liga de alumínio. Do ponto de vista estético — e sem perder a essência conceitual da engenharia —, o sistema de equipamentos do laboratório profissional de processos foi revisado e estruturado, visando transformá-lo em um laboratório de demonstração que reflita o espírito e a modernidade dos tempos atuais.
6. O dispositivo permite a realização de projetos básicos de treinamento em controle de processos, viabilizando as funções de controle e ajuste PID para cinco parâmetros fundamentais: vazão, temperatura, pressão, nível de líquido e composição; dessa forma, atende a uma ampla variedade de objetivos de ensino e capacitação.
2 Parâmetros de Desempenho
1. Alimentação elétrica: trifásica, 5 fios, 380 V ± 5%, 50 Hz;
2. Sinal de controle: tensão de 0 a 10 V / 4 a 20 mA;
4. Ambiente de operação: -10 °C a 40 °C; umidade relativa: 20% a 90% (sem condensação);
5. Condições de trabalho: temperatura ambiente de -10 °C a +40 °C; umidade relativa < 85% (a 25 °C).
3 Composição do Produto
(1) Seção de Controle
1. Relé intermediário
2. Parte de alimentação dos instrumentos
3. CLP (PLC)
4. Parte do disjuntor
5. Contator CA
6. Sensor de temperatura
7. Chave/Interruptor
8. Tela sensível ao toque (Touchscreen)
9. Fonte de alimentação 24V
10. Inversor de frequência
11. Fonte de alimentação ajustável
12. Bloco de terminais de fiação
13. Botões e indicadores
(2)
1. Tanque de água em acrílico
2. Caixa de alimentação elétrica
3. Diagrama do princípio de funcionamento
4. Tanque de aquecimento de água
5. Tubulação em serpentina
6. Tanque de armazenamento de água
4 Conteúdo dos Experimentos
1. Experimento de compreensão da estrutura do sistema de controle de processos
(1) Compreensão da estrutura de hardware do equipamento de controle e teste de processos, e experimento de composição e conexão do esquema de controle
(2) Experimentos de operação e configuração de parâmetros de instrumentos inteligentes, tais como transmissores inteligentes
(3) Calibração de sensores (ajuste de zero e ajuste de faixa/span)
2. Experimento de teste das características do objeto controlado
(1) Experimento de teste das características do tanque de água de capacidade simples
(2) Experimento de teste das características do tanque de água de capacidade dupla (tanque duplo)
3. Experimento de sistema de controle em malha simples
(1) Prática de sistema de controle em malha simples
(2) Experimento de controle de nível constante do tanque de água superior (ou tanque intermediário, ou tanque inferior)
(3) Experimento de controle de nível constante do tanque de água de capacidade dupla
(4) Experimento de controle constante da temperatura estática da água no tanque da caldeira
(5) Experimento de controle constante da temperatura dinâmica da água no tanque da caldeira
(6) Experimento de controle constante da temperatura da água na camisa de refrigeração da caldeira
(7) Experimento de controle constante do fluxo no ramal da válvula elétrica
4. Experimento de sistema de controle em cascata
(1) Prática de conexão do sistema de controle em cascata
(2) Experimento de controle em cascata do nível do tanque de água
(3) Experimento de controle em cascata do nível do tanque de água inferior e da vazão da válvula de controle elétrica
5. Experimento de sistema de controle proporcional
(1) Experimento de controle de razão de fluxo em malha fechada simples
(2) Experimento de controle de razão de fluxo em malha fechada dupla
6. Experimento de controle via software de configuração industrial
(1) Temperatura da água Experimento de controle de atraso puro
(2) Experimento de controle de vazão com atraso puro
7. Experimento de controle de pressão
