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w’. n. nn. ‘. mecatronicadegaragem. blogspot. com Curso de Pós-Graduação em Engenharia Mecatrônica – Controle de Processos nstrumentaçao Industrial prof. Fernando Tadeu Rios Dias UCL — Faculdade do Tel. / Fax: (27) 3328-2 vw. w. ucl. br e-mail: pos@ucl. br 3 p www. mecatronicadegaragem. blogspot. com nstrumentaçao nstrumentação – Variáveis Básicas Indicador Controlador Integrador Transmissor Atuador Conversor -lal Studia sinal….. . 34 Escolha do tipo de Medidor… 40 Recomendações para uso.. — Instrumentos para Alarme e Intertravamento…. 1 Instrumentos Conversores de 46 Medição de nível.. 7 Classificação e Tipo de Medidores de Medidores de Nível por Medição Direta………. 48 Indireta…. 2 OF indústrias de processos tais como siderúrgica, petroquímica, alimentícia, papel, etc. ; a instrumentação é responsável pelo rendimento máximo de um processo, fazendo com que toda energia cedida, seja transformada em trabalho na elaboração do produto desejado. As principais grandezas que traduzem transferências de energia no processo sao: PRESSAO, NÍVEL.

VAZÃO, TEMPERATURA; as quas denominamos de variáveis de um processo. 2 – CLASSIFICAÇÃO DE INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO Existem vários métodos de classificação de instrumentos de medição. Dentre os quais podemos ter: Classificação por: • função • sinal transmitido ou suprimento • tipo de sinal 2. 1 – Classificação por Função Conforme será visto posteriormente, os instrumentos podem estar Interligados entre si para realizar uma determinada tarefa nos processos industriais. A associação desses instrumentos chama-se malha e em uma malha cada instrumento executa uma função.

Os instrumentos que podem compor uma malha são então classificados por função cuja descrição sucinta pode ser liga na tabela OI . Fig. OI – Exemplo de configuração de uma malha de controle www. mecatronicadegaragem. blo s ot. com enviado pelo detector, transmissor, etc. Registrador Instrumento que registra graficamente valores instantâneos medidos ao longo do tempo, valores estes enviados pelo detector, transmissor, Controlador etc. Instrumento cuja função é a de receber uma informação na forma de um sinal, alterar esta forma e a emitir como um sinal de saída proporcional ao de entrada.

Unidade Aritmética Instrumento que realiza operações nos sinais de valores de entrada de acordo com uma determinada expressão e fornece uma saída resultante da operação. Instrumento que indica o valor obtido pela integração de quantidades medidas sobre o tempo. Instrumento que compara o valor medido com o desejado e, baseado na diferença entre eles, emit ecao para a variável no Sistema Inglês). Os sinais de transmissão analógica normalmente começam em um valor acima do zero para termos uma segurança em caso de rompimento do meio de comunicação.

O gás mais utilizado para transmissão é o ar comprimido, sendo também o NITROGÊNIO e em casos específicos o GÁS NATURAL (PETROBRAS). 2. 2. 1. 1 – Vantagem A grande e única vantagem em seu utilizar os instrumentos pneumáticos está no fato de se oder operá-los com segurança em áreas onde existe risco de explosão (centrais de gás, por exemplo). 2. 2. 1. 2 – Desvantagens a) Necessita de tubulação de ar comprimido (ou outro gás) para seu suprimento e funcionamento. b) Necessita de equipamentos auxiliares tais como compressor, filtro, desumidificador, etc , para fornecer aos instrumentos ar seco, e sem partículas sólidas. ) Devido ao atraso que ocorre na transmissão do sinal, este não pode ser enviado à longa distância, sem uso de reforçadores. Normalmente a transmissão é limitada a aproximadamente 100 m. d) Vazamentos ao longo da linha de transmissão ou mesmo nos nstrumentos são difíceis de serem detectados. s OF dimensão. b) Resposta rápida. 2. 2. 2. 2 – Desvantagens a) Necessita de tubulações de óleo para transmissão e suprimento. b) Necessita de inspeção periódica do nível de óleo bem como sua troca. c) Necessita de equipamentos auxiliares, tais como reservatório, filtros, bombas, etc… . 2. 3 – Tipo elétrico Esse tipo de transmissão é feita utilizando sinais elétricos de corrente ou tensão. Face a tecnologia disponivel no mercado em relação a fabricação de instrumentos eletrônicos microprocessados, hoje, é esse tipo de transmissão argamente usado em todas as indústrias, onde não ocorre risco de explosão. Assim como na transmissão pneumática, o sinal é linearmente modulado em uma faixa padronizada representando o conjunto de valores entre o limite mínimo e máximo de uma variável de um processo qualquer.

Como padrão para transmissão a longas distâncias são utilizados sinais em corrente contínua variando de (4 a 20 mA) e para distâncias até 15 metros aproximadamente, também utilizase sinais em tensão contínua de 1 a W. 2. 2. 3. 1 – vantagens a) Permite transmissão para longas distâncias sem perdas. ) A alimentação pode ser feita pelos próprios fios que conduzem o sinal de transmissão. c) Não necessita de poucos equipamentos auxiliares. d) Permite fácil conexão aos computadores. e) Fácil instalação. f) Permite de forma mais fácil realiza ão de operações matemáticas. mvw. mecatronicadegaragem. blogspot. com 2. 2-3. 2 — Desvantagens a) Necessita de técnico especializado para sua instalação e manutenção. b) Exige utilização de instrumentos e cuidados especiais em instalações localizadas em áreas de riscos. c) Exige cuidados especiais na escolha do encaminhamento de abos ou fios de sinais. d) Os cabos de sinal devem ser protegidos contra ruídos elétricos. 3. 2. 4 – Via Rádio Neste tipo, o sinal ou um pacote de sinais medidos são enviados à sua estação receptora via ondas de rádio em uma faixa de freqüência específica. 3. 2. 4. – Vantagens a) Não necessita de cabos de sinal. b) Pode-se enviar sinais de medição e controle de máquinas em movimento. 3. 2. 42 – Desvantagens a) Alto custo inicial. b) Necessidade de técnicos altamente especializados. 3. 2. 5 – Via Modem A transmissão dos sinais é feita através de utilização de linhas telefônicas pela modulação o sinal em freqüência, fase ou amplitude. 3. 2. 5. 1 – vantagens a) Baixo custo de instalação. b) Pode-se transmitir dados a longas distâncias. 3. 2. 5. 2 – Desvantagens 83 Pode utilizar um par trançado ou fibra óptica para transmissão dos dados. c) Imune a ruídos externos. ) Permite configuração, diagnósticos de falha e ajuste em qualquer ponto da malha. e) Menor custo final. 3. 2. 62. Desvantagens b) Existência de vários protocolos no mercado, o que dificulta a comunicação entre equipamentos de marcas diferentes. Caso ocorra rompimento no cabo de comunicação pode-se perder a Informação elou ontrole de várias malhas. 4 – 20 TIA Cartões 1/0 FOUNDATION FIELDBUS fffIFIELDBUS 4 – SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTAÇÃO Com objetivo de simplificare lobalizar o entendimento dos documentos utilizados pa 8 OF de forma resumida, a ser utilizada nas identificações de instrumentos e malhas dessa apostila. . 1 – Simbologia Conforme Norma ISA 4. 1 . 1 – Finalidades 4. 1 . 1. 1 – Informações Gerais: As necessidades de procedimentos de vários usuários são diferentes. A norma reconhece essas necessidades quando estão de acordo com os objetivos e fornece métodos alternativos de simbolismo. Vários exemplos são indicados para dicionar informações ou simplificar o simbolismo. Os símbolos dos equipamentos de processo não fazem parte desta norma, porém são incluídos apenas para ilustrar as aplicações dos símbolos da instrumentação. . 1. 2 – Aplicação na Indústria O norma é adequada para uso em indústrias químicas, de petróleo, de geração de energia, refrigeração, mineração, refinação de metal, papel e celulose e multas outras. Algumas áreas, tal como astronomia, navegação e medicina usam instrumentos tão especializados que são diferentes dos convencionais. Não houve esforços para que a norma tendesse às necessidades dessas áreas. Entretanto, espera-se que a mesma seja flexível suficientemente para resolver grande parte desse problema. 4. – Aplicação nas atividades de trabalho A norma é adequada para uso sempre que qualquer referência a um instrumento ou a uma função de um sistema de controle for necessária com o objetivo de simbolização de identificação. Tais referências podem ser a licadas ara as seguintes utilizações (assim como outras): sistemas, tubulação (processo) e desenhos/projetos de construção de instrumentação; • Especificações, ordens de compra, manifestações e outras listas; ?? Identificação de instrumentos (nomes) e funções de controle; • Instalação, instruções de operação e manutenção, desenhos e registros.

A norma destina-se a fornecer informações suficientes a fim de permitir que qualquer pessoa, ao revisar qualquer documento sobre medição e controle de processo, possa entender as maneiras de medir e controlar o processo (desde que possua um certo conhecimento do assunto). Não constitui pré-requisito para esse entendimento um conhecimento profundo/detalhado de um especialista em 4. 3 – Aplicação para Classes e Funções de Instrumentos As simbologias e o método de identificação desta norma são aplicáveis para toda classe de processo de medição e instrumentação de controle.

Podem ser utilizados não somente para identificar instrumentos discretos e suas funções, mas também para identificar funções analógicas de sistemas que são denominados de várias formas como “d Display”, “d Control”, “Distribuided Control” e “Conputer Control”. 4. 4 – Conteúdo da Identificação da Função A norma é composta de uma chave de funções de Instrumentos para sua identificação e simbolização. Detalhes adicionais dos instrumentos são melhor descritos em uma 0 DF 83