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Instrumentação para Automação Industrial - Parte 1 Instrumentação para Automação Industrial - Parte

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  • Descrição
    Instrumentação para Automação Industrial - Parte 1


    Apesar de o termo automação permear desde utensílios domésticos até sistemas de satélites, os conceitos e as tecnologias utilizadas nos diversos segmentos industriais mantêm uma certa similaridade. Neste trabalho discutiremos os significados e aplicações destes conceitos e tecnologias. Dividido em duas partes, na primeira é apresentada a importância da instrumentação nos processos industriais e na implantação da indústria chamada de 4.0. O funcionamento e as funções executadas pelos principais instrumentos como a transmissão e o controle, com ênfase no funcionamento dos controladores de processo PID e dos controladores lógicos são também tratadas nesta primeira parte, a qual é fechada com a discussão das representações gráficas (simbologias) utilizadas na maioria dos documentos de engenharia de instrumentação. A segunda parte, com uma abordagem mais tecnológica, trata dos dispositivos de obtenção de dados e atuação no processo. Conceitua-se sensor e transdutor, e os parâmetros utilizados para explicitar as especificações destes, apresentando-se os principais transdutores e instrumentos utilizados nas medições das variáveis dos processos industriais, olhando-se, num capítulo à parte, a utilização e o avanço dos micro e nano sensores em substituição aos convencionais. Finalizando essa parte são apresentados os dispositivos de identificação e captura de dados (AIDC) e as características aplicativas das válvulas de controle.
  • Sobre o Autor
  • Especificação

    Características

    Tipo de LivroLivro Físico

    Especificações

    Sobre o AutorJosé Carlos Vilar Amigo é graduado em Engenharia Mecânica pela UFRJ, especializado em Automação Industrial. Trabalhou na Petrobras nas áreas de Projeto de Automação, Manutenção e Operação Industrial, foi responsável pela construção do novo Centro de Pesquisas da Petrobras e gerente da área Petroquímica do COMPERJ. Desenvolveu sistemas de automação para plataformas de petróleo, refinarias, petroquímicas e sistemas de tratamento de efluentes e de águas, atuando nas áreas de projetos, implementação e condicionamento de sistemas de automação. Atualmente, trabalha como professor na UERJ lecionando as disciplinas de Instrumentação e Controle, Mecânica Técnica e Engenharia na Sociedade. Recebeu, em 2019, o prêmio Anísio Teixeira pela UERJ. É também autor do livro “Humanidades, Ciências Sociais e Cidadania: uma introdução à engenharia com um olhar transdisciplinar”.
    Informações TécnicasApresentação - XI



    Parte 1 - Conceitos básicos de instrumentação e automação - 1

    1.1 - Importância da instrumentação de medição e controle na indústria - 3

    1.1.1 - Conceitos preliminares - 3

    1.1.2 – Os sensores são o coração de qualquer medida - 5

    1.1.3 – A utilização industrial dos instrumentos para monitoração, controle e proteção - 6

    1.1.4 – Indústria de processamento contínuo e indústria de processamento discreto - 9

    1.1.5 – Entendendo melhor o conceito de controle nas indústrias - 11

    1.1.5.1 – Controle de processo: variável controlada, erro ou desvio, variável manipulada e elemento

    final de controle - 12

    1.1.5.2 – Controle lógico ou de operações ou sequencial: eventos de entrada, lógica e eventos de

    saída - 15

    1.1.6 – O conceito de transmissão e a evolução dos instrumentos digitais permitindo sua utilização

    além da monitoração, controle e proteção - 17

    1.1.7- Importância da instrumentação na indústria - 21

    Questões de síntese do conteúdo - 23

    1.2 – Em direção à Indústria 4.0 - 25

    1.2.1 – O desenvolvimento dos transmissores e das redes de campo - 25

    1.2.2 – A Pirâmide de Automação - 29

    1.2.3 – Construindo a Indústria 4.0 - 32

    1.2.3.1 - Requisitos mínimos para se ter uma Indústria 4.0 - 32

    1.2.3.2 – A Transformação Digital (TD - 36

    1.2.3.3 – A Internet das Coisas – IoT (Internet of Things) - 37

    1.2.3.4 – Princípios de projeto da Indústria 4.0 - 40

    1.2.3.5 - Fatores tecnológicos viabilizadores da Indústria 4.0 - 45

    1.2.4 – Passando da I 3.0 para a I 4.0 - 49

    1.2.5 – Desafios e tendências da automação - 52

    1.2.6 – Conhecimentos e áreas relacionados à automação - 55

    1.2.7 – A importância dos dispositivos de medição e controle para automação na indústria 4.0 - 56

    Questões de síntese do conteúdo - 58

    1.3 - Funções básicas desempenhadas pelos elementos que compõem os sistemas de instrumentação - 59

    1.3.1 - Introdução - 59

    1.3.2 – Breve comentário sobre a simbologia da instrumentação - 60

    1.3.3 – Função sensoriamento - 61

    1.3.3.1 – Importância do sensoriamento - 61

    1.3.3.2 – Conceito de faixa de trabalho (range) e alcance (span) - 62

    1.3.4 – Função transmissão - 63

    1.3.4.1 – Instrumentos de campo e de painel - 63

    1.3.4.2 – Importância dos transmissores e tipos de sinais de transmissão - 65

    1.3.4.3 – Transmissores: funcionamento geral - 67

    1.3.5 – Função controle - 68

    1.3.5.1 – O funcionamento do controlador de variáveis de processo - 68

    1.3.5.2 – Modos de controle e ajustes no controlador de variáveis de processo - 72

    1.3.5.3 – O controlador PID - 73

    1.3.5.4 – Informações ajustáveis nos controladores de variáveis de processo - 74

    1.3.5.5 – Função controle lógico ou controle de operações ou controle sequencial - 77

    1.3.6 – Função manipulação de variáveis de processo - 78

    1.3.6.1 – Conceito e dispositivos de manipulação - 78

    1.3.6.2 - Válvulas de controle - 78

    1.3.6.3 - Válvulas de controle auto-operadas - 86

    1.3.6.4 – Variadores de frequência - 86

    1.3.6.5 – Cilindros e circuitos hidráulicos e pneumáticos - 89

    1.3.6.6 – Motores de passo - 93

    1.3.6.7 – Resistores - 94

    1.3.7 – Função conversão de sinais - 94

    1.3.8 – Função deteção de eventos - 96

    1.3.8.1 – Chaves - 97

    1.3.8.2 – Contadores e temporizadores - 99

    1.3.9 – Função proteção - 100

    1.3.9.1 – Alarmes - 100

    1.3.9.2 – Válvulas de alívio de pressão (Pressure Safety Valve – PSV) - 102

    1.3.9.3 – Sistemas de intertravamento - 102

    1.3.10 – Função monitoração - 105

    1.3.11 - Função cálculos matemáticos - 106

    Questões de síntese do conteúdo - 111

    1.4 - Controlador de variáveis de processo - 116

    1.4.1 – Pertinência do tema e conceito de controle de variáveis de processo - 116

    1.4.2 – Nomenclatura utilizada em controle de processos - 117

    1.4.3 – O sistema de controle com realimentação e com malha aberta: funcionamento e representação - 120

    1.4.4 – Regime estacionário e transiente – respostas da variável controlada - 123

    1.4.5 – Características dos processos: controle ideal e real - 126

    1.4.6 - O que se espera de uma análise qualitativa do sistema de controle de processo? - 135

    1.4.7 – Controladores clássicos - 136

    1.4.7.1 – Comentários preliminares - 136

    1.4.7.2 – O controlador proporcional (P) - 144

    1.4.7.3 – Modo de controle proporcional mais integral (PI) - 148

    1.4.7.4 – Modo de controle proporcional mais integral mais derivativo (PID) - 152

    1.4.7.5 – Conclusões - 158

    1.4.8 – Comentários sobre sistemas servocontrolados (servomecanismos) - 159

    1.4.9 – Comentários sobre modelagem matemática para definição dos controladores - 160

    1.4.10 – Estratégias ou arquiteturas de controle - 160

    1.4.10.1 – Exemplo de apoio: o processo de acumulação de gás - 161

    1.4.10.2 – Estratégia ou arquitetura de controle com realimentação (feedback control) - 161

    1.4.10.3 – Malha de controle em cascata (cascade control) - 164

    1.4.10.4 – Malha de controle com antecipação (feed forward control) - 166

    1.4.10.5 – Malha de controle com range dividido (split-range) - 168

    1.4.10.6 – Malha de controle com sobrecomando (over-ride control) - 169

    1.4.10.7 – Outras estratégias de controle - 171

    1.4.11 – Polaridade dos controladores - 171

    1.4.11.1 – Instrumentos diretos e inversos - 171

    1.4.11.2 – Como funciona um controlador direto e inverso? - 173

    1.4.11.3 – Da necessidade de malhas de controle diretas e inversas - 173

    1.4.11.4 – Como montar a malha direta e inversa - 175

    1.4.12 – Implementando os controladores: os sistemas digitais de controle distribuído (SDCD) - 177

    Questões de síntese do conteúdo - 180

    1.5 - Controles lógicos - 186

    1.5.1 – Conceito de controle lógico - 186

    1.5.2 – Utilização dos controladores lógicos - 188

    1.5.2.1 - O controlador lógico na proteção: sistema de intertravamento - 188

    1.5.2.2 - O controlador lógico na operação: controle sequencial ou de operações - 189

    1.5.3 – Explicitando as lógicas a serem realizadas pelo controlador lógico - 190

    1.5.4 - Implementação física dos sistemas lógicos - 194

    1.5.4.1 - Sistemas com relés - 194

    1.5.4.2 - Sistemas com circuitos lógicos em estado sólido - 200

    1.5.4.3 - Controladores Lógicos Programáveis - CLP - (Programmable Logic Controller - PLC) - 207

    Questões de síntese do conteúdo - 210

    1.6 – O fundamental sobre simbologia - 214

    1.6.1 - Introdução - 214

    1.6.2 – Simbologia para instrumentos - 214

    1.6.3 - Identificação dos instrumentos - 216

    1.6.4 – Símbolos de conexão (sinais de comunicação) entre instrumentos - 223

    1.6.5 – Lógica de numeração dos instrumentos - 224

    1.6.5.1 – Método geral de numeração - 224

    1.6.5.2 – Numeração de malha de instrumentos - 225

    1.6.6 - Representações gráficas complementares - 225

    1.6.7 – Simbologia para sistemas lógicos e blocos funcionais - 229

    1.6.8 – Exemplo de diagrama de instrumentação, lógico e elétrico - 232

    Questões de síntese do conteúdo - 239

    REFERÊNCIAS - 247

    Informações Técnicas

    Nº de páginas:264
    Origem:Nacional
    Editora:Ciência Moderna Editora
    Idioma:Português
    Edição:1ª
    Ano:2023
    ISBN:9786558422334
    Encadernação:Brochura
    Autor:José Carlos Vilar Amigo
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