Universidade Tecnológica Federal do Paraná CONTROLE DE PLANTA TÉRMICA Curitiba – PR <ano> <Nome do(s) Aluno(s)> CONTROLE DE PLANTA TÉRMICA Trabalho apresentado como Projeto Final da Disciplina de Instrumentação Virtual, ministrada pelo Prof. Dr. Winderson E. dos Santos do Depto. Acadêmico de Eletrotécnica da UTFPR. CURITIBA <mês-ano> 2 Sumário 1. Introdução ................................................................................................................................................... 4 2. Análise da Planta ........................................................................................................................................ 5 3. Síntese do controlador ................................................................................................................................ 6 4. Medidas de desempenho da implementação ............................................................................................... 7 5. Conclusões.................................................................................................................................................. 8 Referências ..................................................................................................................................................... 9 Apêndice........................................................................................................................................................10 Anexo ............................................................................................................................................................11 3 1. Introdução Apresente uma revisão sobre sistema de controle aplicado a plantas térmicas, e a seguir apresente os detalhes operacionais da planta didática a ser controlada: Destaque qual o princípio de conversão térmica utilizada pela lâmpada (pesquise se há casos práticos onde se utilize lâmpada incandescente como fonte geradora de calor); Descreva o elemento atuador da planta (dimmer), saliente sua forma de comando, parâmetros enviados, meio de comunicação, princípio eletrônico de transdução, indique em que tipo de aplicações este equipamento é largamente utilizado; Apresente o elemento sensor utilizado (LM35). Qual sua função de transferência, faixa de entrada, precisão, impedância de saída, excitação, e todos os demais detalhes técnicos relevantes (acrescente seu data-sheet como um anexo ao relatório). Discorra sobre o dispositivo de aquisição de sinal utilizado. Qual seu princípio de funcionamento, quantos canais possui, que taxa de amostragem utiliza na conversão A/D, qual a faixa de operação, qual a resolução da conversão. Descreva o procedimento que torna possível elevar a resolução do sinal adquirido. Comente sobre a implementação do elemento controlador. Que plataforma de hardware e software foram utilizadas. 4 2. Análise da Planta Escrever sobre o princípio de funcionamento dos elementos: lâmpada de aquecimento, controlador de potência e sensor de temperatura. Mostre o comportamento operacional do atuador através de sua curva comando x tensão eficaz, obtida em ensaio próprio (DADOS OBTIDOS NA PARTE 1 DO PROJETO);. Destaque o instrumento de software desenvolvido para este fim. Saliente como comandar o dimmer em percentual de potência. Discorra sobre o instrumento de software utilizado para aquisição do sinal do sensor. Destaque: cada um dos blocos utilizados, controles, indicadores e constantes presentes em tal instrumento de software. Em todos os casos mostrar diagrama de blocos, painel frontal, ícone e tela de documentação do instrumento de software (utilize a opção de menu própria do Labview para gerar relatório). 5 3. Síntese do controlador Descrever o princípio de funcionamento do controlador selecionado justificando a sua escolha e destacando os parâmetros alteráveis disponíveis para sintonização do sistema de controle. Faça um breve resumo sobre o princípio fundamental de sistemas de controle em malha fechada. Explique o significado dos termos feedback, setpoint, compensador, planta, etc. Destaque qual o método de controle mais amplamente utilizado nas indústrias. Desenhe uma curva característica com a resposta típica a um degrau de comando neste tipo de controlador. Identifique nesta curva os principais parâmetros mensuráveis. Descreva a forma como é realizado a parametrização deste tipo de controlador. Comente cada um dos parâmetros do instrumento de software utilizado para este fim (PID.vi). Descreva quais são os ganhos normalmente ajustados destacando que influência cada um deles tem no comportamento da variável de processo. Discorra sobre a planta térmica analisada. Apresente o diagrama de blocos contendo todas as funções de transferência dos diversos elementos que compõem a planta. Destaque porque alguma(a) da(s) funções do controlador são desnecessárias. 6 4. Medidas de desempenho da implementação Apresentar os parâmetros que serão medidos e descrever o método utilizado para obtenção das medições. Mostrar todos os instrumentos virtuais utilizados e comentar os resultados obtidos. Apresente os requisitos operacionais solicitados e explique que procedimentos foram adotados a fim de alcançá-los. Apresente o instrumento de software utilizado para este fim e, destaque que valor numérico (não esqueça da unidade de medida!) foi empregado em cada um dos parâmetros ajustáveis por software. Mostre a curva característica final obtida com o comportamento de resposta a um degrau de comando (DADOS OBTIDOS NA PARTE 2 DO PROJETO). Comente como os dados foram coletados (taxa, tipo de arquivo, início da amostragem, duração, etc). Apresente um quadro resumo apontando cada uma das medições obtidas, quais sejam: tempo de subida, overshoot, tempo de estabilização, steady-state error. Inclua como apêndice do relatório a descrição dos instrumentos de softwares desenvolvidos para obter tais valores. Mostre ainda os insrumentos virtuais desenvolvidos para obtenção dos valores. 7 5. Conclusões Comentar as principais conclusões e resultados obtidos. 8 Referências 9 Apêndice 10 Anexo 11