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Treinamento sobre instrumentação e controle industrial
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Treinamento sobre instrumentação e controle industrial
1.
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SMAR – Revisão 2.10 COPYRIGHT © 2004 - Smar Equipamentos Industriais Ltda – Direitos Reservados ÍNDICE ÍNDICE GERAL CAPÍTULO 1 - CONCEITOS BÁSICOS DE INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE 1 - INTRODUÇÃO 1.2 1.1 - Malha de Controle Fechada 1.2 2 - DEFINIÇÕES EM INSTRUMENTAÇÃO 1.3 2.1 - Classes de Instrumentos 2.2 - Faixa de Medida ( Range ) 2.3 - Alcance ( Span ) 2.4 - Erro 2.5 - Repetitividade 2.6 - Exatidão 2.7 - Rangeabilidade ( Largura de Faixa ) 2.8 - Terminologia 2.9 - Símbolos Utilizados nos Fluxogramas de Processo 2.10 - Simbologia Geral em Instrumentação 2.11 - Tabela de Identificação Funcional dos Instrumentos 3 - PRINCIPAIS SISTEMAS DE MEDIDA 1.9 3.1 - Sistema Métrico Decimal 3.2 - Sistema Físico ou Cegesimal 3.3 - Sistema Industrial Francês 3.4 - Sistema Prático ou Gravitatório 3.5 - Sistemas Ingleses 4 - EXERCÍCIOS 1.12 5 - APÊNDICE 1.17 TABELA 1 - SISTEMAS DE UNIDADES GEOMÉTRICAS E MECÂNICAS 1.17 DIAGRAMA DE VAZÃO TÍPICO 1.18 CAPÍTULO 2 - TELEMETRIA 1 – TRANSMISSORES 2.2 1.1 - TRANSMISSÃO PNEUMÁTICA 1.2 - Transmissão Eletrônica 1.2.1 – Transmissor a 2 fios 1.2.2 – Transmissor a 4 fios 2 – REDES DE COMUNICAÇÃO INDUSTRIAIS 2.4 2.1 – INTRODUÇÃO 2.2 – Redes de Campo 2.2.1 – Rede AS-i (Actuador & Sensor Interface) 2.2.2 – Rede DeviceNet 2.2.3 – Redes Profibus 2.2.3.1 – Rede Profibus - DP (Descentralized Peripheria) 2.2.3.2 – Rede Profibus - PA (Process Automation)
2.
smar CENTRO DE TREINAMENTO
SMAR – Revisão 2.10 COPYRIGHT © 2004 - Smar Equipamentos Industriais Ltda – Direitos Reservados ÍNDICE 2.2.4 - Protocolo HART 2.2.5 – Rede Fieldbus Foundation 3 – EXERCÍCIOS 2.14 CAPÍTULO 3 - MEDIÇÃO DE PRESSÃO 1 – INTRODUÇÃO 3.2 2 – CONCEITOS DE PRESSÃO 3.2 2.1 – Pressão Atmosférica 2.2 – Pressão Relativa Positiva ou Manométrica 2.3 – Pressão Absoluta 2.4 – Pressão Relativa Negativa ou Vácuo 2.5 – Diagrama comparativo da escalas 2.6 – Pressão Diferencial 2.7 – Pressão Estática 2.8 – Pressão Dinâmica 2.9 – Pressão Total 2.10 – Unidades de Pressão 3 – DISPOSITIVOS PARA MEDIÇÃO DE PRESSÃO 3.4 3.1 – Tubo de Bourdon 3.2 – Membrana ou Diafragma 3.3 – Fole 3.4 – Coluna de Líquido 3.5 – Sensor Piezoelétrico 3.6 – Sensor Strain Gauge (Célula de Carga) ou Piezoresistivo 3.7 – Sensor Capacitivo 3.8 – Sensor Silício Ressonante 4 – EXERCÍCIOS 3.15 5 – TABELA DE CONVERSÃO DE UNIDADES DE PRESSÃO 3.19 CAPÍTULO 4 - SELO REMOTO 1 - TUBULAÇÃO DE IMPULSO 4.2 1.1 - INSTALAÇÃO 1.2 - CONSTITUIÇÃO DA TUBULAÇÃO DE IMPULSO 2 - SISTEMAS DE SELAGEM 4.5 2.1 - SELO LÍQUIDO 2.2 - SELO DE AR 2.3 - SELO VOLUMÉTRICO 2.4 - MANÔMETRO PETROQUÍMICO 2.5 - SELO SANITÁRIO 3 – PURGA 4.7 3.1 - PURGA COM GÁS 3.2 - PURGA COM LÍQUIDO 4 - SANGRIA 4.8
3.
smar CENTRO DE TREINAMENTO
SMAR – Revisão 2.10 COPYRIGHT © 2004 - Smar Equipamentos Industriais Ltda – Direitos Reservados ÍNDICE 5 - EXERCÍCIOS 4.9 CAPÍTULO 5 - MEDIÇÃO DE NÍVEL 1 – INTRODUÇÃO 5.2 2 – MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE NÍVEL DE LÍQUIDO 5.2 2.1 – MEDIÇÃO DIRETA 5.2 2.1.1 – RÉGUA OU GABARITO 2.1.2 – VISORES DE NÍVEL 2.1.3 – BÓIA OU FLUTUADOR 2.2 – MEDIÇÃO INDIRETA 5.4 2.2.1 – MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PRESSÃO 2.2.2 – MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PRESSÃO DIFERENCIAL EM TANQUES FECHADOS E PRESSURIZADOS 2.2.3 – MEDIÇÃO DE NÍVEL COM BORBULHADOR 2.2.4 – MEDIÇÃO DE NÍVEL POR EMPUXO 2.2.5 – MEDIÇÃO DE NÍVEL COM RAIOS GAMA 2.2.6 – MEDIÇÃO DE NÍVEL CAPACITIVO 2.2.7 - MEDIÇÃO DE NÍVEL POR ULTRA-SOM 2.2.8 - MEDIÇÃO DE NÍVEL POR RADAR 2.3 – MEDIDORES DESCONTÍNUOS DE NÍVEL 5.13 3 – MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE NÍVEL DE SÓLIDOS 5.14 4 – EXERCÍCIOS 5.16 CAPÍTULO 6 - MEDIÇÃO DE VAZÃO TIPOS DE MEDIDORES DE VAZÃO 6.3 1 - MEDIDORES DE QUANTIDADE 6.3 1.1 - Medidores de Quantidade por Pesagem 1.2 - Medidores de Quantidade Volumétrica 2 - MEDIDORES VOLUMÉTRICOS 6.3 2.1 - Medição de vazão pôr pressão diferencial 2.1.1 – Placa de Orifício 2.1.1.1 - Tipos de Orifícios 2.1.1.2 - Tipos de Bordo 2.1.1.3 - Tipos de tomada de impulso 2.1.2 – Orifício Integral 2.1.3 – Tubo Venturi 2.1.4 - Bocal 2.1.5 – Tubo Pitot 2.1.6 - Medidor Tipo Annubar 2.1.7 - Malha para medição de vazão 2.1.8 - Compensação da Pressão e Temperatura 2.1.8.1 – Exemplos de instalação 2.2 - Medidores de Vazão por Pressão Diferencial Constante 2.2.1 – Rotâmetros 2.2.1.1 – Princípio de Funcionamento
4.
smar CENTRO DE TREINAMENTO
SMAR – Revisão 2.10 COPYRIGHT © 2004 - Smar Equipamentos Industriais Ltda – Direitos Reservados ÍNDICE 2.2.1.2 – Condições de Equilíbrio 2.2.1.3 - Tipos de Flutuadores 2.2.1.4 - Material do flutuador 2.2.1.5 - Instalação 3 – MEDIDORES DE VAZÃO EM CANAIS ABERTOS 6.18 3.1 - Vertedor 6.18 3.2 - Calha de Parshall 6.19 4 - MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 6.19 4.1 - Medidor Eletromagnético de Vazão 4.1.1 - Aplicação 4.1.2 - Princípio de Funcionamento: Lei de Faraday 4.1.3 - Estrutura do Detetor 4.1.3.1 - Revestimento 4.1.3.2 - Eletrodo 4.1.3.3 - Tubo detetor 4.1.3.4 - Influência da condutividade 4.1.3.5 - Instalação elétrica 4.1.3.5.1 - Alimentação das bobinas 4.1.3.5.2 - Formas de Excitação 4.1.3.5.3 - Aterramento 4.1.3.6- Escolha do diâmetro 4.2 - Medidor Tipo Turbina 6.23 4.2.1 - Influência da viscosidade 4.2.2 - Performance 4.3 - Medidor Tipo Vórtex 6.25 4.3.1 - Princípio de funcionamento 4.3.2 - Método de detecção dos vórtices 4.4 - Medidores Ultra-sônicos 6.26 4.4.1 - Medidores de efeito Doppler 4.4.2 - Medidores de tempo de trânsito 4.5 - Medidor por Efeito Coriolis 6.28 5. EXERCÍCIOS 6.30 CAPÍTULO 7 - MEDIÇÃO DE TEMPERATURA 1 – INTRODUÇÃO 7.3 1.1 - TEMPERATURA E CALOR 7.3 1.1.1 - Condução 1.1.2 – Radiação 1.1.3 – Convecção 1.2 - ESCALAS DE TEMPERATURA 7.4 1.2.1 - Escalas 1.2.2 - Conversão de escalas 1.2.3 - Escala Internacional de Temperatura - ITS-90 1.2.4 – Normas 2 - MEDIDORES DE TEMPERATURA POR DILATAÇÃO/EXPANSÃO 7.8
5.
smar CENTRO DE TREINAMENTO
SMAR – Revisão 2.10 COPYRIGHT © 2004 - Smar Equipamentos Industriais Ltda – Direitos Reservados ÍNDICE 2.1 - TERMÔMETRO A DILATAÇÃO DE LÍQUIDO 7.8 2.1.1 - Características 2.1.2 - Termômetros de dilatação de líquido em recipiente de vidro 2.1.3 - Termômetro de dilatação de líquido em recipiente metálico 2.2 - TERMÔMETROS À PRESSÃO DE GÁS 7.11 2.2.1 - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 2.3 - TERMÔMETRO À PRESSÃO DE VAPOR 7.12 2.3.1 - Principio de funcionamento 2.4 - TERMÔMETROS À DILATAÇÃO DE SÓLIDOS (TERMÔMETROS BIMETÁLICOS) 7.13 2.4.1 - Princípio de funcionamento 2.4.2 - Características de construção 3 - MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMOPAR 7.14 3.1 - EFEITOS TERMOELÉTRICOS 7.15 3.1.1 - EFEITO TERMOELÉTRICO DE SEEBECK 3.1.2 - EFEITO TERMOELÉTRICO DE PELTIER 3.1.3 - EFEITO TERMOELÉTRICO DE THOMSON 3.1.4 - EFEITO TERMOELÉTRICO DE VOLTA 3.2 - LEIS TERMOELÉTRICAS 7.16 3.2.1 - Lei do circuito homogêneo 3.2.2 - Lei dos metais intermediários 3.2.3 - Lei das temperaturas intermediárias 3.3 - CORRELAÇÃO DA F.E.M. EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA 7.18 3.4 - TIPOS E CARACTERÍSTICAS DOS TERMOPARES 7.18 3.4.1 - Termopares básicos 3.4.2 - Termopares nobres 3.4.3 - Termopares especiais 3.5 - CORREÇÃO DA JUNTA DE REFERÊNCIA 7.21 3.6 - FIOS DE COMPENSAÇÃO E EXTENSÃO 7.22 3.7 - ERROS DE LIGAÇÃO 7.22 3.7.1 - Usando fios de cobre 3.7.2 - Inversão simples 3.7.3 - Inversão dupla 3.8 - TERMOPAR DE ISOLAÇÃO MINERAL 7.25 3.8.1 - Vantagens dos termopares de isolação mineral 3.9 - ASSOCIAÇÃO DE TERMOPARES 3.9.1 - Associação série 3.9.2 - Associação série – oposta 3.9.3 - Associação em paralelo 4 - MEDIÇÃO DE TEMPERATURA POR TERMORESISTÊNCIA (RTD) 7.27 4.1 - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 7.27 4.2 - CONSTRUÇÃO FÍSICA DO SENSOR 7.28 4.3 - CARACTERÍSTICAS DA TERMORESISTÊNCIA DE PLATINA 7.29 4.4 - VANTAGENS E DESVANTAGENS 7.29 4.5 - PRINCÍPIO DE MEDIÇÃO 7.29 4.5.1 - Ligação à 2 fios 4.5.2 - Ligação à 3 fios 5 - MEDIÇÃO DE TEMPERATURA POR RADIAÇÃO 7.31
6.
smar CENTRO DE TREINAMENTO
SMAR – Revisão 2.10 COPYRIGHT © 2004 - Smar Equipamentos Industriais Ltda – Direitos Reservados ÍNDICE 5.1 – RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 7.31 5.1.1 - Hipóteses de Maxwell 5.1.2 - Ondas eletromagnéticas 5.1.3 - Espectro eletromagnético 5.2 - TEORIA DA MEDIÇÃO DE RADIAÇÃO 7.32 5.3 - PIRÔMETROS ÓPTCOS 7.35 5.4 - RADIÔMETRO OU PIRÔMETROS DE RADIAÇÃO 7.36 6 - EXERCÍCIOS 7.38 CAPÍTULO 8 - ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE 1 - DEFINIÇÃO 8.3 2 - Válvulas de Controle 8.3 2.1 - PARTES PRINCIPAIS DE UMA VÁLVULA DE CONTROLE 2.2 - ATUADOR 2.3 - CORPO 3 - Válvulas de Deslocamento Linear da Haste 8.5 3.1- VÁLVULAS GLOBO 8.5 3.1.1 - Válvulas Globo Sede Simples 3.1.2 - Válvula Globo Sede Dupla 3.2 - VÁLVULA GLOBO TIPO GAIOLA 8.8 3.2.1 - Válvula Globo Tipo Gaiola Sede Simples 3.2.2 - Válvula Globo Tipo Gaiola Balanceada 3.3 - VÁLVULA DE CONTROLE TIPO DIAFRAGMA OU SAUNDERS 8.10 3.4 - VÁLVULA DE CONTROLE TIPO GUILHOTINA 8.11 4 - Válvulas de Deslocamento Rotativo da Haste 8.11 4.1 - VÁLVULA DE CONTROLE TIPO BORBOLETA 8.12 4.2 - VÁLVULA DE CONTROLE TIPO ESFERA 8.13 4.3 - VÁLVULA DE CONTROLE TIPO OBTURADOR ROTATIVO - EXCÊNTRICO 8.15 5. INTERNOS DAS VÁLVULAS 8.16 5.1 - OBTURADOR 8.16 5.1.1 - Tipos de Obturadores 5.1.2 - Obturadores Torneados 5.1.3 - Obturadores com entalhes em “ V ” 5.1.4 - Obturadores Simples Estriados ou Perfilados 5.1.5 - Obturadores de Abertura Rápida 5.1.6 - Obturadores com Disco ou O-Ring 5.2 - OBTURADORES TIPO GAIOLA 8.18 5.3 - ANEL DE SEDE 8.18 6 - CASTELO 8.20 6.1 - TIPOS PRINCIPAIS 6.2 - CASTELO NORMAL 6.3 - CASTELO ALETADO 6.4 - CASTELO ALONGADO 6.5 - CASTELO COM FOLE 7 - Caixa de Gaxetas 8.21 8 - Gaxetas 8.22
7.
smar CENTRO DE TREINAMENTO
SMAR – Revisão 2.10 COPYRIGHT © 2004 - Smar Equipamentos Industriais Ltda – Direitos Reservados ÍNDICE 8.1 - TEFLON ( TFE ) 8.2 - AMIANTO IMPREGNADO 9 - CARACTERÍSTICAS DE VAZÃO 8.23 9.1 - INTRODUÇÃO 9.2 - CARACTERÍSTICA DE VAZÃO 9.3 - ALCANCE DE FAIXA DA VÁLVULA 9.4 - CARACTERÍSTICAS DE VAZÃO INERENTES 9.5 - CARACTERÍSTICA DE VAZÃO INSTALADA DAS VÁLVULAS DE CONTROLE 10 - Coeficiente de Vazão ( CV ) 8.25 11 – Posicionadores 8.25 11.1 - PRINCIPAIS APLICAÇÕES DO POSICIONADOR EM VÁLVULAS 11.2 - LIMITAÇÕES DO USO DO POSICIONADOR 11.2.1 – Exemplo de posicionador pneumátic 11.2.2 – Exemplo de posicionador eletropneumático 11.3 - POSICIONADOR INTELIGENTE 11.3.1- Vantagens do posicionador inteligente 12 - EXERCÍCIOS 8.28 CAPÍTULO 9 - OUTRAS VARIÁVEIS 1 - MEDIÇÃO DE DENSIDADE 9.2 A) Conceitos 9.2 B) Métodos de Medição de Densidade 9.2 Densímetros Medidor de Densidade por Pressão Hidrostática Medição Contínua de Densidade e Concentração Medição de Concentração Nível de Interface Instalação Típica em Linha Instalação Típica para Nível de Interface Características e Benefícios / Comparação com outras Tecnologias 2 - MEDIÇÃO DE PH 9.9 A) Conceitos 9.9 B) Método de Medição 9.12 C) Instrumentos de Medição 9.12 Eletrodo de Medição Eletrodo de Referência D) Aplicações 9.16 3 – EXERCÍCIOS 9.17 CAPÍTULO 10 - FUNDAMENTOS EM CONTROLE DE PROCESSO 1 – INTRODUÇÃO 10.3 2 – PROCESSO 10.3 3 - DEFINIÇÕES DO CONTROLE AUTOMÁTICO DE PROCESSO 10.3 3.1 - VARIÁVEIS DO PROCESSO
8.
smar CENTRO DE TREINAMENTO
SMAR – Revisão 2.10 COPYRIGHT © 2004 - Smar Equipamentos Industriais Ltda – Direitos Reservados ÍNDICE 4 - TROCADOR DE ENERGIA 10.4 5 - AUTO-REGULAÇÃO 10.4 6 - PROPRIEDADES DO PROCESSO 10.5 6.1 – RESISTÊNCIA 6.2 – CAPACITÂNCIA 6.3 - TEMPO MORTO 7 - TIPOS DE DISTÚRBIOS DE PROCESSO 10.8 7.1 - DISTÚRBIOS DE ALIMENTAÇÃO 7.2 - DISTÚRBIOS DE DEMANDA 7.3 - DISTÚRBIOS DE SET-POINT 8 - CONTROLE MANUAL 10.8 8.1 - CONTROLE EM MALHA FECHADA 8.2 - EXCESSO DE CORREÇÃO 8.3 - FUNÇÕES BÁSICAS 9 - ELEMENTOS DO CONTROLE AUTOMÁTICO 10.11 10 - ATRASOS DE TEMPO NO SISTEMA DE CONTROLE 10.12 10.1 - ATRASOS NOS MEIOS DE MEDIÇÃO 10.2 - ATRASOS DO DETECTOR DE ERRO E DO AMPLIFICADOR NOS CONTROLADORES PNEUMÁTICOS 10.3 - ATRASOS DE TRANSMISSÃO PNEUMÁTICA 10.4 - ATRASOS DO ELEMENTO FINAL DE CONTROLE 11- CONTROLE AUTOMÁTICO DESCONTÍNUO 10.13 11.1- CONTROLE DESCONTÍNUO DE DUAS POSIÇÕES SEM HISTERESE 11.2- CONTROLE DESCONTÍNUO DE DUAS POSIÇÕES COM HISTERESE 12- CONTROLE AUTOMÁTICO CONTÍNUO 10.15 12.1- CARACTERÍSTICA DE UM CONTROLADOR CONTÍNUO 12.2- CONTROLE PROPORCIONAL 12.2.1 - GANHO DO CONTROLADOR 12.2.2 - BANDA PROPORCIONAL 12.3- CONTROLE PROPORCIONAL + INTEGRAL 12.4- CONTROLE PROPORCIONAL + DERIVATIVO 12.5- CONTROLE PROPORCIONAL + INTEGRAL + DERIVATIVO 13 – EXERCÍCIOS 10.24 - TABELAS DOS TERMOPARES(TC) E TERMORESISTÊNCIAS(RTD) - BIBLIOGRAFIAS
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