da apresentação

Automação Industrial
Unidade 4 – Estratégias de Controle
(Aula Teórico‐Prática)
Prof. Rodrigo Cardoso Fuentes
[email protected]
Prof. Rafael Concatto Beltrame
[email protected]
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Objetivos da Aula
1. Aula teórica
– Revisar a teoria de Amplificadores Operacionais
– Estudar as configurações básicas
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•
Amplificador inversor  Controlador P
Amplificador não‐inversor  Controlador P
Comparador de tensão  Cálculo do Erro
Integrador  Controlador I
Diferenciador  Controlador D
Circuitos em cascata
Circuitos somadores
2. Aula Prática
– Implementar um circuito de controle de temperatura analógico empregado AmpOps em malha fechada
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Aula Teórica
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Ler o artigo:
Capelli – Amplificadores Operacionais Aplicados à Indústria
– Resumir as seções (incluir equacionamento e figuras):
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Definição de amplificador operacional
Amplificador operacional ideal versus amplificador operacional real
Configurações básicas
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Aula Prática
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Objetivo
– Implementar um circuito de controle de temperatura analógico empregado AmpOps em malha fechada
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Componentes eletrônicos
– Amplificador operacional: LM741  Controle
– Sensor de temperatura: LM35  Sensoriamento
– Transistor: BD135  Atuação
– Circuitos implementados:
1) Atuador e Sensor
2) Gerador de referência (SP)
2) Comparador (Cálculo do erro)
4) Compensador Proporcional
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Aula Prática
Sistema de Controle Proposto
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Controle de Temperatura em Malha Fechada
Temperatura
Desejada
(SP)
Comp.
Erro
+
–
Controlador
Sinal de
Controle
Temperatura
Atual
(PV)
Atuador
Medição
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Aula Prática
Atuador e Sensor
Temperatura
Desejada
(SP)
Comp.
Erro
+
–
Controlador
Sinal de
Controle
Temperatura
Atual
(PV)
Atuador
Medição
•
•
•
Processo  Resistor de Potência (22R e 5W)
Atuador  Transistor (BD135) (Beta = 100)
Sensor de temperatura  CI (LM35) (10 mV/ºC)
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Aula Prática
•
Implementação
Sensor
Processo
VT
 mV 
H
 10  o 
T
 C
T  55o C  VT  550 mV
Atuador
R  22 
Rb  2, 2 k
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Aula Prática
Gerador de referência (SP)
Temperatura
Desejada
(SP)
Comp.
Erro
+
–
Controlador
Sinal de
Controle
Temperatura
Atual
(PV)
Atuador
Medição
•
Referência de Temperatura (SP)  Em Tensão
–
Pois o sensor tem saída em tensão (10mV/°C)
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Aula Prática
•
Implementação
Circuito isolador
(seguidor de tensão)
Vref  550 mV para 55C
Rref 2  Vref
Ajuste
do SP
•
Rref 1
Vcc  Vref
Rref 1  10 k
Rref 2  390 
Referência de Tensão (Temperatura)  Divisor resistivo
– Circuito isolador  Para não influenciar o ganho do divisor resistivo
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Aula Prática
Comparador e Compensador Proporcional (P)
Temperatura
Desejada
(SP)
Comp.
Erro
+
–
Controlador
Sinal de
Controle
Temperatura
Atual
(PV)
Atuador
Medição
•
As duas funções serão implementadas em conjunto
–
Emprego de em um único AmpOp
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Aula Prática
•
Implementação
Ganho
Proporcional
Erro 
Rcomp 2
Rcomp1
Erro
Vref  VT 
Rcomp1  2, 2 k
Rcomp 2  560 k
•
A relação entre Rcomp2 e Rcomp1 determina o ganho P
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Aula Prática
Simulação (PSIM)
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Aula Prática
•
Resultados de Simulação
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Avaliação
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Observações
a) Grupos de até 3 alunos
b) Pode ser em formato digital: enviar para [email protected]
d) Modelo de relatório disponível em: tinyurl.com/automacao‐ctism
e) Data de entrega: 28/05/2012 (segunda‐feira)
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Parte Teórica
a) Resumo do artigo “Amplificadores Operacionais Aplicados à
Indústria”
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Parte Prática
a) Descrição do experimento
b) Lista dos componentes empregados (tabela)
c) Apresentação dos resultados experimentais (formas de onda e gráficos)
d) Discussão sobre os resultados obtidos
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