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Pré-visualização | Página 1 de 16Instrumentação Industrial Professor Luís Francisco Casteletti Instrumentação Industrial Sumário Página Noções de instrumentação 1. Definições 04 2. Erro de instrumentos 04 3. Classificação dos instrumentos 05 4. Sistemas de transmissão 05 5. Instrumentos de pressão 06 6. Instrumentos de temperatura 11 7. Instrumentos de vazão e volume 19 8. Instrumentos de nível 24 Instrumentos Especiais 9. Introdução 32 10. pHmetro 32 11. Condutivímetro 35 12. Densímetro 36 13. Viscosímetro 37 14. Analisador de % de oxigênio 37 15. Silicômetro 38 Controle Automático 16. Conceitos de controle automático 39 17. Malhas ou circuitos de controle 40 18. Controle de equipamentos diversos 47 19. Simbologia para malhas de controle 48 Válvulas de controle 20. Introdução 65 Controlador Lógico Programável 21. Introdução 69 Professor Luís Francisco Casteletti 2 Instrumentação Industrial Esta Apostila de Instrumentação Industrial, foi especialmente elaborada para o Curso de Eletrônica da Escola POLITEC pelo Professor Luís Francisco Casteletti. Bibliografia: • Manual do produto – Fisher-Rosemount; • Apostila de Instrumentação Industrial – SENAI – SP; • Instrumentação Industrial – Conceitos, Aplicações e Análises / Autor: Engenheiro Arivelto Bustamante Fialho. • Catálogo Geral – Pirometria – ECIL do Brasil S/ª Professor Luís Francisco Casteletti 3 Instrumentação Industrial Noções de Instrumentação Introdução A Instrumentação, em engenharia, é associada ao estudo teórico e prático dos instrumentos e seus princípios científicos, utilizados para monitorar de forma contínua, ou discreta, o comportamento de variáveis de controle que de alguma forma venham interessar ao homem nas diversas áreas do conhecimento humano aplicado, ou seja, não apenas nos processos produtivos industriais. É através da instrumentação, principalmente, que um operador faz o acompanhamento do processo. 1. Definições: 1.1 Instrumento: equipamento industrial responsável em controlar, medir, registrar ou indicar as variáveis de um processo produtivo. 1.2. Controle: verificação de uma variável para possíveis correções fazendo com que a mesma permaneça dentro de uma tolerância de trabalho pré-determinada. 1.3. Medir: determinar ou verificar a extensão de uma grandeza ou variável. 1.4. Registrar: escrever ou lançar uma informação em papel (gráfico) ou em forma de arquivo eletrônico. 1.5. Indicar: apontar, mostrar, sinalizar o valor de uma variável. 1.6. Variável: são condições ou situações que ocorrem durante um processo produtivo, que podem ou não interferir no processo ou no produto, alterando a qualidade, a produtividade ou deixando o processo inseguro. As principais variáveis são: temperatura, pressão, vazão e nível. 1.7. Processo: seqüência de operações em um conjunto de máquinas e/ou equipamentos necessários para a manufatura de um produto. Os instrumentos podem estar localizados em painéis na sala de controle e/ou no campo. Os instrumentos que medem, indicam ou controlam essas variáveis no processo possuem sensibilidade e grau de aperfeiçoamento extremamente apurados requerendo, por isto, cuidados especiais de manuseio. Além disso, deve o operador ter sempre em mente que os instrumentos também representam a segurança da unidade e do pessoal e que deles dependem a qualidade e a correta especificação na elaboração dos produtos. 2. Erro em Instrumentos 2.2. Instrumentos analógicos Nos instrumentos analógicos (instrumentos de ponteiro), o erro geralmente é fornecido em termos de escala, ou seja, o valor de corrente que origina a deflexão total do ponteiro levando-o até o fim da escala. Sua precisão é normalmente expressa em percentual. Por exemplo, um aparelho de medida com uma precisão de 1% indica-nos que a grandeza medida não difere de mais do que 1% do valor indicado pelo aparelho. 2.2.1. Erro de Paralaxe É resultante de um incorreto posicionamento do usuário em relação ao instrumento, originado em função de formar-se um ângulo incorreto entre a linha de visão do usuário e uma reta perpendicular à escala de medição do aparelho. Professor Luís Francisco Casteletti 4 Instrumentação Industrial 2.2.2. Erro de Interpolação Esse erro se origina em função do posicionamento do ponteiro em relação à escala de medida do instrumento. O leitor pode observar que o ponteiro acusa uma posição incerta entre dois valores conhecidos, a qual necessariamente não é o ponto médio destes, ficando a critério do observador, em função da proximidade, definir o valor correspondente ao traço da esquerda ou da direita. 2.3. Erro em Instrumentos Digitais Todo indicador digital proporciona uma leitura numérica que elimina o erro do operador em termos de paralaxe e interpolação. Os valores lidos normalmente são expressos entre 3½ e 8½ dígitos; o ½ dígito se usa na especificação porque o dígito mais significativo pode, unicamente, assumir valores de 0 a 9. 3. Classificação dos instrumentos Sob o ponto de vista do operador, os instrumentos podem classificar-se em: Segundo sua localização a) Instrumentos de painel, localizados na sala de controle; b) Instrumentos de campo, localizados na área das unidades. Segundo suas funções a) Instrumentos de medição da variável; b) Instrumentos de controle da variável, segundo informações obtidas pelos instrumentos de medição; c) Instrumentos de alarme, que alertam o operador sobre condições anormais das variáveis, dentro da margem de segurança que o processo e a unidade exigem. Segundo suas características a) Instrumentos indicadores, nos quais a variável é indicada por meio de um ponteiro em uma escala, ou digital; b) Instrumentos registradores, nos quais a variável é registrada em uma carta por meio de uma pena; c) Instrumentos controladores, que mantém a variável num valor pré-determinado. Naturalmente, os instrumentos podem desempenhar, simultaneamente, uma ou mais das funções citadas. Por exemplo: pode ser simplesmente indicador; Por exemplo: pode ser simplesmente registrador; Por exemplo: pode ser simplesmente controlador; Por exemplo: pode ser indicador controlador; Por exemplo: pode ser registrador controlador. 4. Sistemas de transmissão (leitura remota) Em geral, a medição de uma variável é feita no campo e o instrumento pelo qual se acompanha o valor dessa variável está na Casa de Controle. Isto é possível devido ao que chamamos de transmissão. Instrumentos que incorporam dispositivos para efetuar a transmissão são chamados instrumentos transmissores. Esses dispositivos de transmissão empregam uma fonte de energia auxiliar. Assim, conforme a natureza dessa energia auxiliar, os transmissores se classificam em: pneumáticos, hidráulicos e elétricos. Os transmissores pneumáticos poderiam usar como fonte de energia qualquer gás seco pressurizado, entretanto, geralmente, é usado ar comprimido seco. Os transmissores hidráulicos poderiam usar qualquer líquido, sendo comum o óleo. Professor Luís Francisco Casteletti 5 Instrumentação Industrial Os transmissores elétricos usam, naturalmente, a energia elétrica. Existem elementos medidores que por natureza geram energia elétrica e não precisam de dispositivo adicional para transmissão, apenas meio para transmitir Como são classificados os instrumentos de medição usados em controle de processos?As principais classificações dos instrumentos de medição são pela função, sinal transmitido ou suprimento e o tipo de sinal.
Como podemos classificar os instrumentos e dispositivos utilizados de acordo com a função que desempenham no processo de controle industrial?Podemos classificar os instrumentos e dispositivos utilizados em instrumentação de acordo com a função que desempenham no processo: Instrumentos cegos • Instrumento de medição indicador; • Instrumento de medição registrador; • Transmissor; • Transdutor; • Controlador; • Elemento final de controle.
O que são instrumentos de controle?Os instrumentos controladores têm como objetivo controlar. O controle é feito comparando a variável controlada com um valor desejado (set point) e fornece um sinal de saída a fim de manter a variável controlada em um valor específico ou entre valores determinados.
Como podem ser classificados os instrumentos e dispositivos utilizados na instrumentação?Dentre os quais podemos ter classificação por função, sinal transmitido, suprimento. 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.
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Como classificamos os instrumentos utilizados para o controle de um processo?
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