Publicação em Diário da República: Despacho n.º 6647/2020 - 25/06/2020
6 ECTS; 1º Ano, 2º Semestre, 56,0 TP , Cód. 65168.
Docente(s)
- Isabel Maria Duarte Pinheiro Nogueira (1)(2)
- Paulo Manuel Machado Coelho (2)
(1) Docente Responsável
(2) Docente que lecciona
Pré-requisitos
Não aplicável.
Objetivos
Os alunos deveram adquirir e desenvolver competências em pequenos projetos de instalação de instrumentação, na construção de um anel de controlo de variáveis do processo, saber selecionar instrumentação a partir das alternativas de equipamento disponível, os alunos devem ainda saber interpretar e esboçar Diagramas de Processo bem como um layout de uma instalação fabril.
Programa
I - INSTRUMENTAÇÃO
1 - Processo Industrial:
Definição de Processo Industrial; Vários tipos de Processos; Processos Contínuos e Descontínuos, Processo MIMO e Processo SISO.
2 - Instrumentação:
Instrumentação usada no sistema de regulação das variáveis dum processo industrial: Medida, Regulação e Correção. Propriedades estáticas e dinâmicas. Descrição de instrumentos de medida de Pressão, de Temperatura, de Nível, de Caudal.
3 - Diagramas de Processo e Layout de uma Instalação Fabril:
Diagramas de Instrumentação; Códigos usados segundo a norma ASTM; Layout de uma Instalação Fabril; Aspetos importantes a ter em conta na sua elaboração.
II - CONTROLO
1 Conceitos básicos de Controlo:
Introdução aos Sistemas de Controlo. Principais objetivos das Malhas de Controlo, diferença entre medir ou controlar as variáveis de processo. Controlo em malha aberta e em malha fechada. Perturbações. Vantagens e Desvantagens.
2 Elementos de controlo:
Sinais Contínuos Básicos (degrau unitário, impulso unitário). Modelo do sistema físico, representação matemática: abordagem sistémica. Diagrama de Blocos. Função de transferência em malha aberta e em malha fechada. Análise da Estabilidade do sistema (estável, instável, marginalmente estável) consoante a localização das raízes do sistema. A constante de tempo do sistema. Modelação Matemática de Sistemas: Modelos Experimentais. Conceitos de elementos finais de controlo (Controladores analógicos e digitais, Sensores, Atuadores, Comparadores).
3 Estratégias de controlo de processos:
Projetos de Sistemas de Controlo: - Especificações do projeto; Configuração do controlador. Especificações e condicionantes de projeto. Controlador ON-OFF. Ação de Controlo proporcional (P), Ação de Controlo Integral (I); Ação de Controlo Derivativa (D). Controlador PID. Análise do efeito isolado de cada uma das ações de controlo; e efeito combinado de PD, PI e PID. Controlo Feedforward.
4 Otimização no ajuste de malhas de controlo Sintonização:
Controlador PID: Método de sintonização experimental (tentativa e erro); Método Ziegler e Nichols em malha fechada e malha aberta. Método de colocação de pólos.
Metodologia de avaliação
A Avaliação Continua é realizada por duas componentes:
1ª) Duas avaliações escritas sem consulta, durante o semestre, uma sobre a parte de Instrumentação e outra sobre a parte de Controlo.
2ª) Dois trabalhos de pesquisa bibliográfica, um sobre a parte de Instrumentação e outro sobre a parte de Controlo.
A nota final da Avaliação Continua será dada pela fórmula: (60% da média das notas obtidas na Avaliação Escrita) + (40% da média das notas obtidas no Trabalho Bibliográfico).
Época de Exame e Recurso: Realização de prova escrita de avaliação de conhecimentos, sem consulta.
A aprovação à uc requer a nota mínima de 9,5 valores.
Bibliografia
- Edgar, T. e Mellichamp, D. e Seborg, D. e Doyle, F. (2011). Process Dynamics and Control. New York: J. Wiley & Sons
- Johnson, C. (1990). Controlo de Processos - Tecnologia da Instrumentação. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian
- Luyben, W. (1989). Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers. USA: McGraw-Hill Inc.
- Ogata, K. (1997). Modern Control Engineering . USA: Prentice-Hall
- Da Silva, G. (2004). Instrumentação Industrial. Setubal: IPS-EST
Método de Ensino
As aulas estão organizadas em componente teórica-prática (TP) que inclui a exposição dos conteúdos programáticos, envolvendo também a resolução de exercícios práticos e o desenvolvimento de trabalhos de pesquisa bibliográfica.
Software utilizado nas aulas
Não aplicável.
Aprovado em Conselho Técnico Cientifico: 14 de setembro de 2021
Download da Ficha da Unidade Curricular (FUC)
