SINTONIA DE CONTROLADOR DE NÍVEL EM TANQUE DE ARMAZENAMENTO UTILIZANDO MALHA DE CONTROLE FEEDBACK.

Resumo

O controle feedback comumente utilizado em sistemas automatizados possibilita, em sua malha de controle juntamente com a otimização do processo, auxiliar na diminuição dos custos de operação. Isto torna a etapa de ajuste do controlador essencial para o monitoramento de unidades industriais. O presente trabalho consiste no estudo da sintonia do controle de nível de um tanque contendo água, utilizando uma malha de controle feedback, empregando o método de sintonia de Ziegles-Nichols. O sistema é formado por um tanque de 20 litros de capacidade, sendo que a água é fornecida pelo topo através de uma bomba centrífuga. Na parte inferior do tanque um conjunto de tubulações e válvulas manuais permite o bloqueio individual e o esvaziamento do mesmo. A instrumentação utilizada no sistema é composta por um transmissor de nível (sensor de pressão), um transmissor de vazão, uma válvula de controle e um CLP (Controlador Lógico Programável). A utilização do CLP, implementado com um controlador PID (Proporcional-Integral-Derivativo), permite a comunicação de todos os instrumentos citados recebendo e enviando informações para o supervisório instalado em um microcomputador. Os dados de vazão e nível são monitorados através do supervisório, para a obtenção da curva de reação e posterior ajuste do controlador. O método da curva de reação consiste na modificação em degrau da vazão de entrada, com o acompanhamento da variação de nível no tanque, onde os valores de K, τ e θ são obtidos com o auxilio desta curva. Isto permite calcular os parâmetros de ajuste do controlador como o ganho proporcional (Kc), o tempo integral (τI) e o tempo derivativo (τD ), pelo método de Ziegler-Nichols. Neste trabalho o modelo teórico em malha aberta e fechada, utilizando a função de transferência de primeira ordem com atraso de tempo, foi comparado com as respostas experimentais do processo. Os resultados encontrados foram satisfatórios, podendo-se observar que o sistema foi sintonizado de maneira adequada frente a modificações na vazão de entrada (perturbação) e no valor desejado do nível no tanque (set point).