Controle de Temperatura

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

        Neste capítulo, são apresentadas as informações introdutórias do trabalho. Numa primeira parte são apresentados os motivos pelos quais houve interesse de se estudar sobre o assunto, depois numa segunda parte, são apresentados os objetivos do trabalho e, finalmente, o delineamento dos assuntos tratados em cada capítulo.

1.1. Motivação ao Trabalho

        Sistemas de aquisição de dados representam uma tecnologia que proporciona velocidade e flexibilidade aos sistemas de controle industriais. Cada vez mais, esta tecnologia está presente nos ambientes industriais de controle e automação principalmente de processos. Por conseguinte, o projeto irá colaborar com a formação do aluno nesta área, além de permitir o desenvolvimento de uma bancada que poderá didaticamente ser utilizada em disciplinas tanto dos cursos superiores quanto técnicos do Campus.

        No Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos, há um chuveiro elétrico e uma unidade de controle de potência tiristorizada. O sinal de controle na entrada desta unidade deve ser um sinal de tensão DC de 1 a 5 V que, de acordo com esta proposta, foi gerado através da saída analógica de um sistema de aquisição de dados (DAQ), que terá um computador com o software LabView instalado. Este programa possui um número de funções de controle baseadas em diferentes lógicas e estratégias: PID, Fuzzy, Rede Neural, etc. Neste trabalho, propôs-se instalar todo o sistema de controle utilizando a placa NI-USB 6008 da National Instruments, desenvolver um software de controle no LabView, baseado em diferentes algoritmos de controle P, PI e PID, para controle da água na saída do chuveiro elétrico, cujo sensor será um circuito integrado encapsulado com epoxy a fim de evitar contato direto dos terminais com a água, e numa última etapa propõe-se comparar os resultados de cada estratégias de controle do chuveiro e avaliar o desempenho de cada uma através de diferentes parâmetros a serem definidos. No futuro e em outros Trabalhos de Conclusão de Curso, buscar-se-á dar continuidade com a implantação de estratégias baseadas em Fuzzy e Rede Neural visando comparação para a aplicação em estudo.

        No decorrer do trabalho, portanto, será discutida a maneira de lidar com essa tecnologia, adquirindo dados e controlando um processo, utilizando um sistema de aquisição de dados. Juntamente com o mesmo serão desenvolvidos os métodos de controle P, PI e PID, a fim de demonstrar o desempenho destes algoritmos em diferentes temperaturas.

        O caráter interdisciplinar é um dos pontos fortes do trabalho proposto.

1.2. Objetivos

        Os objetivos do trabalho são os seguintes:

        Geral:

        Implementar um sistema de controle da temperatura da água de saída de um chuveiro elétrico residencial utilizando um sistema de aquisição de dados e o software LabView, e realizar um estudo sobre a sintonia e sobre o desempenho de estratégias de controle baseadas no PID.

        Específicos:

1. Revisar, com grau de profundidade adequado, a Literatura que trata os assuntos relacionados ao trabalho: chuveiro elétrico residencial e cargas resistivas, unidades de potência tiristorizada, sistema de aquisição de dados NI-USB 6008; software LabView e estratégia de controle baseadas no PID;

1. Elaborar um diagrama em blocos do sistema de controle definindo, claramente, as funções de cada bloco e todo o fluxo de sinais através do diagrama;

1. Desenvolver uma versão preliminar do(s) programa(s) de controle em LabView baseado nas estratégias P, PI e PID;

1. Montar todo o sistema e realizar testes preliminares, o que será feito refinando o(s) programa(s) até uma versão definitiva e eliminando os demais problemas existentes do sistema de controle;

1. Elaborar os procedimentos experimentais, para cada estratégia, incluindo tanto a sintonia da malha quanto a realização dos testes de controle automático;

1. Realizar os testes definitivos, registrando os dados em arquivo;

1. Efetuar a redução e análise dos dados dos testes;

1.3. Delineamento do Trabalho

        No Capítulo 2 a revisão da literatura que fundamentou o trabalho. São tratados os seguintes assuntos: sistemas de controle incluindo-se cada elemento do sistema de controle (sensores, sistemas de aquisição de dados – DAQ, unidades de potência tiristorizadas, cargas resistivas), e as estratégias de controle baseadas no PID (Proporcional, Integrativo e Derivativo).