Aula 12 atuadores e elementos finais

Instrumentação Básica
Aula 12
Atuadores e Elementos Finais

Técnico Integrado Semestral
Período: 2012-1

Prof.: Guilherme P. Colnago

Assuntos

Elementos Finais

Válvulas de Controle

Válvulas

Outros Elementos Finais

Experiências

Elementos Finais
Elementos Finais de Controle

Dentro de uma malha de controle, são os elementos responsáveis
pela atuação direta sobre os processos, recebendo o sinal de
comando do controlador para corrigir o desvio do valor desejado
(set point).

Elementos Finais
Elementos Finais de Controle

Os Elementos finais também são conhecidos como “Atuadores”.
Existe uma grande diversidade, pois são função da aplicação do
processo e de suas particularidades.

Os tipos mais comuns são:
•Elétricos (Motorizados);
•Pneumáticos.

Ver animação de válvula Globo manual!

Elementos Finais
Atuadores

Um dos atuadores mais comuns nos processos industriais são válvulas.

Elementos Finais
Atuadores

Válvula pneumática (será analisada posteriormente).

Sede (orifício)

Obturador

Elementos Finais
Atuadores Motorizados

Válvula motorizada.

Elementos Finais

Cartão de Comunicação (Field Bus) e configurador (PC).

Elementos Finais

Rede atuadores motorizados.

Elementos Finais
Atuadores Pneumáticos

Válvula pneumática.

Elementos Finais
Atuadores Pneumáticos

Válvula de controle com posicionador eletropneumático.

Posicionador

É considerado o principal acessório de uma válvula de controle.
É um dispositivo que transmite a pressão de carga ao atuador,
permi-tindo posicionar a haste no local determinado pelo
controlador.

Elementos Finais
Atuadores

Na maioria dos casos este elemento final é uma válvula.
Os tipos mais comuns de atuadores são:

•Bomba;
•Pistão;
•Inversores (controladores de velocidade);
•Motores elétricos;
•Servomecanismos.

Assunto


As válvulas de controle são dispositivos manuais ou automáticos.
São usadas na restrição variável de um fluxo e se classificam confor-
me o tipo de deslocamento.

Válvula pneumática Válvula elétrica

Pneumáticas: mais baratas e tempo de resposta mais rápido.
Elétricas: para torque alto na haste ou falta ar comprimido.

Válvula pneumática Válvula elétrica

Classificação quanto ao deslocamento

Linear

A peça móvel descreve um movimento
retilíneo.

Ex.: válvula globo (gaiola) e diafragma.

Válvulas Globo

Classificação quanto ao deslocamento

Rotativa

A peça móvel descreve um movimento de
rotação.

Ex.: válvulas esfera e borboleta.

Válvula Borboleta

Partes de uma Válvula de Controle

Existem três partes básicas:

•Atuador;
•Castelo;
•Corpo.

Válvula pneumática da
miniplanta Amatrol.

Sede (orifício)


Atuador
Dá a força necessária para movimentar o obturador. O atuador de
é classificado de acordo com seu deslocamento em relação à
entra-da do sinal de ar. Pode ser direto ou indireto.

Classificação quanto à Ação


Castelo
Permite a conexão do atuador ao corpo. Serve de guia da haste do
obturador, acomodando a caixa de engaxetamento (gaxeta = anel
de borracha usado para vedação na conexão de dois elementos).
Pode ser: normal, aletado, alongado ou com foles de vedação.

Normal Aletado


Castelo

Alongado Com foles de vedação


Corpo

É a parte da válvula que entra em contato com o fluido, acomoda
as sedes (orifícios) e acopla a válvula à linha de processo.

Pode ser classificado como de sede simples ou dupla.


Corpo

Operação de uma Válvula Pneumática

Características de Vazão de uma Válvula

O desempenho de uma válvula depende da forma e do tipo de
obturador utilizado, assim como o mesmo reduz a área da sede
através do qual passa o fluido.

A característica de vazão de uma válvula demonstra a proporciona-
lidade da variação da vazão do fluido em relação à variação do
deslocamento da haste.

Existem três características de vazão:

•Linear;
•Abertura rápida
•Igual percentagem.


Abertura rápida ~ parábola com concavidade para baixo.
Igual porcentagem ~ exponencial.

Folha de especificação de uma Válvula de Controle

Válvula Gaveta

Usadas para controle ON-OFF.

Características:
•Abertura e fechamento lento;
•Movimento linear;
•Apenas para fluidos;

Acionamento:
•Volante manual;
•Redutor de engrenagens;
•Atuador elétrico ou hidráulico.

Válvula Globo (Gaiola)

Válvula Esfera

Válvula Borboleta e Guilhotina

Válvula de Diafragma

PSV (Pressure Safety and relief Valve) ou Válvula de Segurança)

Utilizadas como dispositivo de segurança,
sendo acionados (abrindo) no caso da
pressão ultrapassar o limite.

Não é usada no controle. Ver animação!

Cilindro pneumático

Cilindro hidráulico

Contatores e Relés

Motores

Servomotor
Motores com realimentação para auto-posicionamento.

Aquecedores, Resfriadores (Chiller) e Caldeiras

Outros

Ventosa

Motor de passo

Experiências
Operar válvula da miniplanta Amatrol (5ª exp.  material avulso):

•Planta de processos; e/ou

•Planta térmica.

Fim

Prof.: Guilherme P. Colnago

Dúvidas: gpcolnago@ifes.edu.br

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