Efeito do atrito em válvulas na variabilidade de malhas de controle

1. Resumo
O controle de vazão se traduz na designação da quantidade de massa ou volume por unidade de tempo de uma corrente, dado um processo produtivo. Para que o mesmo seja realizado, faz-se necessário este processo possuir ao menos um elemento primário para medição desta quantidade, um elemento secundário para a transmissão de um sinal que represente a medição e um elemento final de controle para atuar sore a variável manipulada.
Os elementos finais de controle podem apresentar não-linearidades que provocam oscilações na variável controlada, ou seja, variabilidade na malha de controle que traz efeitos indesejados para um processo produtivo, pois o tornam oscilatório. Existem atualmente dispositivos que minimizam os efeitos dessas não-linearidades, como por exemplo posicionadores digitais microprocessados.
2. Introdução
O elemento final de controle mais usado na indústria é a válvula, que por suas características construtivas, pode estar sujeita a atrito excessivo entre suas partes móveis, que provoca variabilidade nas malhas de controle. Este efeito indesejado pode diminuir a eficiência de processos produtivos, aumentar o consumo de produtos químicos reagentes ou de energia e provocar prejuízos econômicos face aos desvios na especificação de um determinado produto. Este trabalho apresenta um estudo comparativo da influência do atrito em válvulas na variabilidade das malhas de controle. Para tal, utiliza-se um sistema de controle de vazão com duas válvulas idênticas, exceto pelo engaxetamento, sendo uma com gaxetas de teflon (baixo atrito) e outra com gaxetas de grafite (alto atrito). Além disso, propõe-se também avaliar o efeito na variabilidade de diferentes formas de atuação da válvula: uma usando conversores I/P operando com sinais analógicos de 4-20 mA e outra com posicionadores digitais operando com protocolo de comunicação Foundation Fieldbus (FF). Foram testadas três sintonias distintas do controlador PI da malha, para verificar sua influência na