Processos Ambientais

Plano de Ensino da disciplina:

CONTROLE AUTOMÁTICO DE PROCESSOS

Professor(es):Desconhecido

EMENTA
Modelagem dinâmica de processos. Fundamentos e aplicações práticas de simulação dinâmica de processos. Dinâmica dos sistemas de controle. Sistemas e equipamentos de controle. Avaliação de sistemas de controle. Sintonia de malha de controle. Estabilidade.

OBJETIVOS

Gerais
Aquisição de conhecimentos sobre a arte da modelagem e seu estado, do comportamento de processos químicos e biotecnológicos, análise e projetos de sistemas de controle aplicados a indústria relativa a ambos os processos.

Específicos
  - Compreender da importância de modelos para o controle de processos;
  - Desenvolver modelos de processos químicos e biotecnológicos fundamentais;
  - Analisar o comportamento dinâmico de processos químicos e biotecnológicos;
  - Projetar e analisar controladores baseados em sistemas por realimentação;
  - Selecionar controladores com função do tipo de aplicações;
  - Analisar a estabilidade de controladores em malha fechada.

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO:
1. Introdução ao controle de processos químicos.
1.1. Motivação e propósitos para a implementação de estruturas de controle e otimização;
1.2. Aspectos de projeto de uma estrutura de controle: elementos do projeto, classificação das variáveis;
1.3. Hardware para um sistema de controle,
2. Modelagem estática e dinâmica de processos químicos.
2.1. Necessidade de um modelo matemático;
2.2. Desenvolvimento de um modelo matemático: fenomenológico, empírico e estocástico;
2.3. Tempo morto;
2.4. Dificuldades na elaboração de modelos;
2.5. Modelos para fins de controle;
2.6. Grau de liberdade;
2.7. Formulação do escopo para atender a estrutura de controle.
3. Análise do comportamento dinâmico de processos químicos.
3.1. Simulação e linearização de sistemas não lineares;
3.2. Funções de transferência;
3.3. Comportamento de sistemas de 1a ordem: análise qualitativa;
3.4. Comportamento de sistemas de 2a ordem: análise qualitativa;
3.5. Exemplos de sistemas físicos de 1a e 2a ordem;
4. Projeto e análise de controladores baseados em sistemas por realimentação.
4.1. Introdução a sistemas por realimentação: conceitos, tipos e esquema de medição;
4.2. Controlador ON-OFF
4.3. Controlador proporcional – P: efeito da ação proporcional;
4.4. Controlador integral – I: efeito da ação integral;
4.5. Controlador derivativo – D: efeito da ação derivativa;
4.6. Controlador PID;
4.7. Comportamento dinâmico de processos controlado por realimentação;
5. Equipamentos de controle:
5.1. Componentes de um sistema de controle;
5.2. Elementos finais de controle: válvulas de controle.
6. Estabilidade e sintonia de controladores.
6.1. Critério de Bode;
6.2. Critério de Nyquist;
6.3. Técnica de sintonia de Ziegler-Nichols.

METODOLOGIA
Aulas expositivas, seminário, trabalhos com simulação, listas de exercícios, apresentação discussão de casos

AVALIAÇÃO
Avaliação contínua através de provas objetivas, avaliação de seminários e trabalhos extra-classe.

BIBLIOGRAFIA

Básica
LUYBEN, William L. Process modeling, simulation and control for chemical engineers. New York; McGraw-hill, 1990.
SCHÜGERL, K. Measuring, Modelling and Control (BIOTECHNOLOGY-Volume 4). Weinheim, VCH, 1991.
SMITH, Carlos A; CORRIPIO, Armando B. Principles and practice of automatic process control. 2. ed. New york: John Wiley & Sons,. 768 p, 1997.
STEPHANOPOULOS, GEORGE. Chemical process control: an introductionto theory and practice. New Jersey: Prentice-Hall – 1984.

Complementar
COUGHNOWR; KOPPEL. Análise e controle de processo. Guanabara dois, 1978.
ISERMANN, R; LACHAMANN, K.K; MATKO,D. Adaptative control systems. Herfardshire. Prentice-Hall, 1992.
WEY, TORSTEN. Nichtlineare Regelungssysteme: ein differentialalgebraischer ansatz. Leipzig: Teubner – 2002.