Controle de processos 15

INSTITUTO MAUÁ DE TECNOLOGIA
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE AUTOMAÇÃO E CONTROLE INDUSTRIAL

DENIS BRUNO VAZ GARCIA
RA: 15.83064-0

CONTROLE DE PROCESSOS INDUSTRIAIS

SÃO CAETANO DO SUL
2014
EXERCÍCIO 1 A Figura 1 mostra um tanque cilíndrico vertical aberto com 5 metros de altura, que opera com água, conforme o modelo fornecido. Suponha que seu nível seja regulado por meio de um controlador. No simulador fornecido, os sinais de entrada e de saída do controlador estão na faixa de 0 a 100%. O valor de referência é href  3m . Assuma que haja a possibilidade de chuvas no local.

Figura 1 - Esquema de tanque cilíndrico vertical aberto.

a. Suponha que inicialmente o sistema esteja operando em malha aberta em regime permanente nas condições nominais de operação. Apresente o comportamento dinâmico do nível medido hmed(t) para as seguintes perturbações (supostas não-simultâneas):

a.1. Variação brusca de 4% na vazão de entrada Qe em t=1 minuto;

Figura 1 - Nível do tanque x Tempo (Com variação de +4% na vazão de entrada)
Medida do nível H após estabilização do sistema: ~3.205m, considerando uma variação positiva permanente da vazão de entrada, é possível perceber que o nível aumenta em aproximadamente 10% e permanece nesse estado pelo fato da malha estar aberta e a válvula de saída não sofrer nenhum tipo de variação

a.2. Ocorrência de chuva uniforme ao longo do tempo, iniciando-se em t=1 minuto e durando 15 minutos, com índice pluviométrico de 60 mm; e

Figura 2 - Nível do tanque x Tempo (Com ocorrência de chuva por 15 min.)
Medida máxima do nível H: ~3.016m
Medida do nível H após estabilização do sistema: 3m

a.3. Variação brusca de 4% no sinal de saída manual do controlador m em t=1 min.

Figura 3 - Nível do tanque x Tempo (Com variação na saída manual)
Medida do nível H após estabilização do sistema: ~2.938m

b. Feche a malha com um controlador proporcional de ganho unitário. Realize simulações provocando uma variação