Automação instrumentos de medição

AUTOMAÇÃO

Instrumentação

é definida como “a ciência que estuda os instrumentos de medição e controle”

O termo instrumentação pode ser utilizado para fazer menção à área de trabalho dos técnicos e engenheiros que lidam com processos industriais (tecnicos de operação, instrumentação, engenheiros de processamento, de instrumentação e de automação), mas também pode referir-se aos vários métodos e técnicas possíveis aplicadas aos instrumentos. Para controlar um processo industrial (independente de qual o produto fabricado ou sua área de atuação) é necessária a medição e o controle de uma série de variáveis físicas e para isso se utiliza da instrumentação. A área da engenharia que desenvolve, projeta e especifica os instrumentos que realizam estas medições é que chamamos de Instrumentação.

Índice

• 1 História

• 2 Elementos de medição

• 3 Transmissão e Recepção

• 4 Controle de Processo

• 5 Elementos Finais de Controle

• 6 Profissões Associadas

• 7 Fabricantes de instrumentos

• 8 Referências

• 9 Ver também

• 10 Ligações externas

História

Nos primórdios do controle de processos, os indicadores, os elementos de controle assim como as válvulas eram monitorados por um operador que passava em todos as malhas de controle e ajustava a abertura ou fechamento das válvulas para obter a variável (temperatura, pressão, vazão, etc.) desejada.

Com o surgimento de instrumentos pneumáticos na década de 1940 de transmissão e controle foi possível a monitoração e controle de forma automatizada. O operador já não precisava mais abrir ou fechar todas as válvulas manualmente. Isto reduziu o tempo que os operadores necessitavam para monitorar o processo.

Inicialmente os controladores eram instalados ao lado da malha de controle deste. Com o passar dos anos estes controladores de campo começaram a ser reunidos em um sala que centralizava os elementos de controle. Nascia a sala de controle de processo. Os sinais dos elementos de medição que se localizavam instalados no processo, eram enviados a sala de controle por um transmissor, o controlador processava este sinal e enviava de volta para o campo um sinal para o posicionador que movimentaria a válvula de controle. Todos os instrumentos utilizados nestas malhas de controle eram pneumáticos. O sinal de entrada e saída para estes instrumentos era o 3-15 psi e utilizavam um alimentação de ar de 20 psi. Os instrumentos pneumáticos têm a necessidade da utilização de tubulações de vinil ou de cobre de medidas de 1/4" e 3/8". O incoveniente deste tipo de instalação são os vazamentos que ocorrem devido a trincas nas tubulações, o que muitas vezes poderia acarretar uma falha na malha de controle, ou até a parada da produção.

Sala de controle com instrumentação eletrônica

Com o avanço da eletrônica nos anos de 1950 e 1960, foi possível a construção de instrumentos eletrônicos para a substituição dos pneumáticos. A partir de 1970 inicio-se a fabricação destes instrumentos. Inicialmente o sinal de entrada e saída destes equipamentos não eram padronizados. Cada fabricante desenvolvia o seu padrão. Em busca da padronização posteriormente se padronizou este sinal em um sinal de corrente de 4-20mA e alimentação elétrica de 24Vdc para transmissores e posicionadores, em casos especiais utiliza-se 110Vac. Aos poucos as plantas industriais migraram para o controle se utilizando de equipamentos eletrônicos, o que reduziu os custos de manutenção devido a robustez destes equipamentos e por estes não possuírem partes mecânicas, como nos intrumentos pneumáticos. Também foi possivel aumentar a precisão das medições o que melhorou o controle das malhas.

Sala de controle moderna

A próxima evolução da Instrumentação, ocorreu com o surgimento da computação. Com o elevação da complexidade dos processos industriais a necessidade de mais processamentos e de mais malhas de controle, tornava-se inviável ter centenas de malhas de controle utilizando-se de instrumentos discretos, pois cada instrumento está sujeito a falhas e necessita de manutenção.

Com os sistemas de controle distribuido (DCS), foi possivel reunir em estação de controle varias malhas de controle. O sistema permite o controle de varias salas de controle através de uma estação, que podem estar a quilometros de distância uma da outra. Agora o operador opera uma enorme gama de malhas de controle através de uma tela de computador.

Elementos de medição

Um instrumento é um dispositivo que é utilizado para medir, indicar, transmitir ou controlar grandezas características de sistemas físicos. As variáveis medidas são praticamente todas as variáveis mensuráveis relacionadas com as ciências físicas. Por norma este conjunto de variáveis inclui:

Variaveis medição

Pressão

Temperatura

Nível

Vazão

Densidade

Viscosidade

pH

Condutividade

Corrente elétrica

Tensão elétrica

Resistência

Vibração mecânica

Nas indústrias de processo as variáveis de temperatura, pressão, vazão e nível são as principais variáveis (delas podemos obter muitas outras). Um instrumento pode ser visto simplesmente como um aparelho que ao receber um estímulo na “entrada” produz uma “saída”. Por exemplo, se colocarmos uma termorresistência num meio quente, ela faz variar uma qualquer grandeza de saída, no caso da termorresistência a sua “saída” é um valor de resistência elétrica.

Transmissão e Recepção

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