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Respostas dos Exercícios Capítulo 1 [PiC]1 [PiC] 2. a) Conjunto de co para executar uma d b) Conjunto de pro um processo a ação c) Atividade definid 1 or16 Sv. içx to view nut*ge lacionados entre si que produzem em partir de informações de entrada, obt m-se informações transformadas na saída, isto é, entidade dinâmica capaz de efetuar transformações de energia a partir da entrada, obtendo uma forma de energia transformada na saída. d) Valor preestabelecido (desejado) para a variável controlada. . Século IXX – controle de velocidade de máquinas a vapor de James Watt. No início do século 20 – controles eram totalmente manuais do tipo on-off – Indicadores locais de temperatura e pressão – Atuadores pneumáticos de válvulas; Entre 1915 e 1930 surgiram os primeiros controles proporcionais e registradores gráficos montados em campo. Após 1930 – surgiram os controles de ganho ajustável mais circuito integrado, foram utilizados os primeiros sistemas de controle por computador. Padrões de transmissão de sinais analógicos em tensão e transmissão digital. No início dos anos 60 – grande evolução dos sensores e do chamado controle digital direto (DDC-Direct Digital Control). No final dos anos 60 – surgiram nas indústrias automotivas os primeiros controladores programáveis para substituir quadros de comando elétrico. Com introdução dos microprocessadores (1971 ),- Controladores Lógicos Programáveis (CLP’s) passaram a ser utilizados em diversos tipos de aplicações para automação de processos industriais e não industriais.

Em 1976 – os CLP’s foram utilizados como parte de um controle integrado de manufatura (CIM). Uma década após a MODICON (Empresa americana pioneira na fabricação de CLP’s) ter introduzido os CLP’s em sua fabricação, niciou-se a utilização de redes industriais de comunicação que permitiram a interface entre diversos dispositivos, somado ao rápido desenvolvimento dos microprocessadores e microcomputadores elevando a eficiência, confiabilidade e uma redução substancial dos preços.

Nos anos 80, houve uma grande migração para os controles distribuídos. Nos anos 90, com o desenvolvimento dos CLP’s e dos componentes de rede, levou a tendência de utilizar os SISTEMAS DIGITAIS DE CONTROLE DISTRIBUíDO (SDCD) como a melhor solução para sistemas integrados. Os sistemas integrados (CIM – Controle Integrado de

Manufatura) possibilitaram a interligação dos niveis de gerenciamento, controle e supervisão dos sistemas de automação de forma hierárquica com a utilização de algoritmos complexos, distri de automação de forma hierárquica com a utilização de algoritmos complexos, distribuição do controle e centralização de macrodecisões, possibilitando o gerenciamento do processo tanto técnico como administrativamente. Atualmente não se pode falar em CIM, SDCD e CLP’s sem ressaltar a importância dos programas de supervisão e aquisição de dados e controle (SCADA – Supervisory Control And Data

Aquisition), redes industriais de comunicação padronizadas (FIELD BUSES), e os protocolos abertos (MODBUS, PROFIBUS, FOLIDATION etc. ). A integração destas tecnologias (SCADA, CLP e fieldbus) substitui com uma série de vantagens os SDCD convencionais. 4. Para o controle de temperatura de uma estufa a resistência elétrica, temos: Variável Controlada – Variável que se deve manter em um valor desejado, variável de saída do processo – Temperatura Variável Manipulada – Variável que recebe a ação controladora, ou seja, e variável de saída do atuador – Potencia dissipada pela resistência.

Atuador (ativador) – Elemento que modifica a variável controlada – Chave que libera ou não corrente para a resistência. Variável Secundária – A que interfere na variável controlada (distúrbio) — Vazão de ar quente ou variação na tensão de alimentação. Meio controlador – Estufa Agente de controle – Resistência. – Malha aberta: A ação de controle não depende das informações de saída. sistema de controle de malha aberta; se a corrente da carga variar, a tensão na saída pode variar até algumas dezenas de mv, devido à variação na tensão Vbe.

A entrada, neste sistema, ? a tensão de referência fornecida pelo diodo zener, na base do transistor; A saída, nesse mesmo sistema, no emissor é, aproximadamente 0,7V menor. O transístor, que é o controlador, amplifica a corrente, fornecendo à carga mais corrente que poderia ser obtida sobre o zener, na base. – Malha fechada: A ação de controle depende de informações da reação da saída (realimentação). Ex. : O operador de um reservatório verifica se o nivel máximo foi atingido (set-point) através de uma régua de nível, que é o sensor.

O sinal de erro é a diferença entre o nível máximo, que é entrada desejada, e a saída, que é o nível atual. A comparação entre ambos é feita na mente do operador, que age abrindo ou fechando o registro conforme o erro seja para mais (excesso do fluído) ou menos. Ele é ao mesmo tempo o comparador, o controlador e o atuador neste sistema elementar. Estabilidade: – capacidade de atingir a posição de equillbrio e nela permanecer. Um sistema é estável se suas saídas mantém um certo valor em um tempo finito depois que a entrada é aplicada, quando a saída do sistema permanece constante e não muda em função do tempo.

Exatidão: – Indica quanto a variável medida esta próxima a real. A exatidão indica a aproximação com que a variável controlada esta em relação ao valor desejado, a diferença chama- se erro. Esta característica era chamada de precisão (hoje esse termo está associado a repetitividade). Velocidade de resposta: – Capacidade do siste 16 Velocidade de resposta: – Capacidade do sistema para atingir uma nova posição de equilibrio no menor intervalo de tempo. Sensibilidade: – A mínima variação que pode ser lida (medida) pelo sistema. 7. ressao: 0,21 a 1,05kgf/crn2 Tensão: 0a IOV Corrente: 4 a 20mA 8. [pic] -3 a 15 PSI. Conceitos de instrumentação ) Um transdutor para controle industria deve ter sensibilidade, exatidão, precisão, lineari ampla faixa de medida, PAGF controle. Muitas vezes os termos “sensor” e “transdutor” são usados indistintamente, pois um dispositivo que contenha o elemento sensor e o transdutor integrados costuma ser chamado simplesmente de transdutor. Neste caso, o transdutor é o instrumento completo englobando sensor e todos os circuitos de interface capaz de ser usado numa aplicação industrial.

Transmissor: Dispositivo que prepara o sinal de saída de um transdutor para utilização a distância, fazendo certas dequações ao sinal. Estas adequações são chamadas padrões de transmissões de sinais. Digital ou Binária: a saída do dispositivo (transdutor ou sensor) é discreta, ou seja, só assume valores “0′ ou “1” lógicos (também denominadas saída liga-desliga ou On-Off). Este tipo de sensor só é capaz de indicar se uma grandeza fisica atingiu um valor pré- determinado (ex: Pressostatos, termostatos, chaves de nível, fluxostatos, etc. . Existem sensores digitais cujas saídas são codificadas (BCD, código Gray, etc. ) ou simplesmente uma seqüência de pulsos cuja frequência nos informa q te a grandeza medida. PAGF 16 (calibration, étalonnage) é atualmente sinônimo de aferição e é definido como sendo o conjunto de operações que estabelece, sob condições especificas a relação entre os valores indicados por um Instrumento de medição e os valores correspondentes das grandezas estabelecidas por padrões. Em uma palavra: comparar com um padãro.

Capítulo 2 – Sensores de presença . c) Emissor e receptor. 2. v,v,v,v,v 3. Reflexão Difusa: Retro-Transmissão e Barreira de Luz. 4. Não utilizam elementos sensores físicos. 5 Vida útil é afetada pelo número de comutações. 6. vv 7. Identificar objetos. 8. Controle de qualidade. 9. Seleciona fluxo. IO. V, F, V, F, F 11. a, b 12. Somatório: 3 Capítulo 3 -Sensores de posição 5. c. Assinale a opção verdadeira em relação aos tipos de instalação. 8 10. b. megahertz, o CDR tem um “tempo de recuperação” muito longo. 4.

No fotodiodo energia luminosa desloca elétrons para a banda de condução, reduzindo a barreira de potencial pelo aumento do número de elétrons, que podem circular se aplicada polarização reversa. O fototransistor é um transistor cuja junção coletor-base fica exposta à luz e atua como um fotodiodo. O transistor amplifica a corrente através do circuito eletrônico e fornece alguns mA com alta luminosidade. A taxa de comutação do fototransistor é menor que a do fotodiodo. 5. Os materiais usados na fabricação dos fotodiodos são semicondutores (pn), como o germânio e o silício.

Sua sensibilidade luminosa se baseia no efeito fotoelétrico, no valor da resistência no sentido de bloqueio na camada semicondutora modificada pela incidência da luz. Para que o efeito fotoelétrico seja influenciado o menos possível por fontes externas de luz, o fotodiodo é encapsulado de maneira que a luz incida na área otossensível apenas através de uma pequena abertura (de um mm de diâmetro). Quando uma junção é atingida pela energia luminosa, é produzida uma corrente chamada fotocorrente 6. VLSI significa em inglês Very Large Scale Integration’.

No caso da produção de dispositivos CCD, está relacionado a produção de milhares de transístores em um chip de silício, formando uma rede interligada. 7. É o armazenamento e transporte executado por elementos separados sem uma camada de depleção. 8. Os dispositivos CMOS podem ser produzidos utilizando a mesma tecnologia de fabricação de transistores e diodos, ornando a manufatura destes componentes mais flexível, barateando o custo de produção. Os dispositivos C barateando o custo de produção. Os dispositivos CCD utilizam tecnologia dedicada, tornando seu processo de manufatura rígido, aumentando o custo de fabricação. . As válvulas de ultra-violeta são sensíveis aos raios ultravioleta que se fazem presentes sempre que existe fogo. 10. A eficiência do processo é baixa devido à pouca transparência da junção (somente as camadas superficiais são iluminadas). Capítulo 6 – Sensores de Aceleração 12. d 13. d. 14. a 15. c 16. 17. a 18. b 19. a 20. b Capítulo 9 -Sensores de Nível 1. São utilizados para o controle de líquidos ou grãos sólidos, contidos em reservatórios, silos, tanques abertos, tanques pressurizados na indústria. . São utilizados na medição de nível fixo, quando a saída do sensor muda de estado que o nivel atinge um valor pré- determinado; ou medição contínua, quando o sensor indica o valor em tempo real do nível monitorado. 21 . Sensores de nível do tipo flutuadores podem ser ampolas acionados por mercúrio, por chaveamento de reed-switch ou bóia e por potenciômetro. 22. Nos flutuadores acionados or mercúrio o chaveamento ocorre pelo deslocamento dentro de uma ampola chaveando diferentes elementos.

Neste caso o nível pode ser medido em valores discretos. Nos flutuadores do tipo bóia, uma bóia é ligada a uma chave, que é acionada em função do nlVel do matenal. Neste caso, o nível a ser medido é fixo. No caso dos flutuadores potenciométricos, uma bóia é acoplada a um potenciômetro, que tem seu valor de resistência alterado em função do nível medido pela bóia. Neste caso o nível a ser medido é cont(nuo. 23. O eletrodo metálico pode ser aplicado na determinação de otas no liquido a ser medido. 24.

Boa precisão e repetibilidade, fácil instalação, possui diafragma com proteção de sobrecarga e não requer nenhum líquido de transmissão. 25. Sobre a MEDIÇÃO DE NÍVEL CAPACITIVA, explique seu princípio de funcionamento, suas vantagens e aplicações. 26. O sensor de nível vibratório é composto por uma haste piezoelétrica que vibra. Assim que o produto entra em contato com a haste vibratoria, a vibração é amortecida e aciona um relé de salda. Este tipo de sensor tem como vantagem a utilização em líquidos de baixa densidade e não requer ajuste de uncionamento.

Ele pode ser aplicado na detecção de líquidos em áreas perigosas. As chaves são utilizadas para pós e granulados quando outros métodos falham devido à aderência ou ao baixo peso (por exemplo: gesso, cal, plástico em pó, açúcar, farinha, etc. ). 27. Um emissor laser num dos lados do recipiente de modo que o raio atinja a superfície do líquido em ângulo, sendo então refletido para um detector. Variações na posição do nível modificam a direção do raio refletido e alteram o ponto que atinge o sensor, correspondendo a nova posição a um sinal de nível