Deseja-se montar um sistema de controle para controlar a temperatura de saída de uma corrente que sai de um aquecedor. Esse aquecedor é um trocador de calor que usa vapor de água para aquecer a corrente fria. Para efetuar esse controle serão usador um transmissor/sensor de temperatura e uma válvula que irá controlar a vazão de vapor de água que entra no trocador. Deseja-se realizar esse controle utilizando um controlador digital. Explique e represente no diagarama de blocos quais modificações deverão ser feitas na malha de controle para comportar o controlador digital. Explique como funciona as estruturas introduzidas para realizar a adaptação.
Passo 1
Em vez de ir direto ao ponto, vamos primeiro pensar como seria essa malha de controle caso o controlador fosse um analógico clássico.
Esse é aquele esquema clássico de controle feedback né. A temperatura de saída do trocador de calor é medida, no diagrama ela foi representada com , essa temperatura é então comparada com um valor de referência, , e gera o erro, . O controlador Recebe esse erro e decide o que fazer, mandando um sinal para a válvula que altera a variável controlada alterando o processo.
Passo 2
Entretanto, o nosso controlador que iremos usar é digital. Se você olhar o nosso diagrama de blocos, o controlador tá recebendo um sinal contínuo no tempo, ou seja, analógico. Sendo assim, precisaremos colocar uma estrutura de conversão de sinal no nosso diagrama de blocos para que o controlador digital possa funcionar.
Entretanto, apenas o controlador é digital, todos os outros instrumentos são analógicos, então após o controlador será preciso reconverter o sinal para o sinal analógico.
Vamos representar essas estruturas no diagrama de blocos então.
Sendo assim, acrescentamos um conversor analógico-digital antes do controlador e um conversor digital –analógico para voltar o sinal para o modo analógico após o controlador.
Passo 3
O conversor analógico-digital é formado por duas estruturas, uma que faz a amostragem do sinal, que é chamada de amostrador, e outra que quantiza esse sinal amostrado, ou seja, dá uma “segurada” no sinal até que uma nova amostra seja medida, que se chama retentor.
Sendo asism, o bloco do conversor A/D no diagrama de blocos poderia ser substituído por dois elementos:
A chavezinha do amostrador fecha em intervalos periódicos de tempo gerando o sinal amostrado enquanto o retentor tem segura o valor amostrado até que a chaveinha feche de novo.
Resposta
