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INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
Simone Massulini Acosta
Transmissores
INSTRUMENTAÇÃO
INDUSTRIAL
Simone Massulini Acosta
Departamento de Eletrônica
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Transmissores
Conteúdo
•Simbologia para instrumentação e controle;
•Fundamentos de medição de Pressão;
•Fundamentos de medição de Vazão;
•Fundamentos de medição de Nível;
•Fundamentos de medição de Temperatura;
•Válvulas de controle.
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Transmissores
Transmissores
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Transmissores
Conceitos Básicos
• O transmissor é um instrumento que sente
a variável de processo e gera na saída um
sinal padrãosinal padrão proporcional ao valor da
variável medida
• A transmissão serve somente como uma
conveniência de operação para tornar
disponíveis os dados do processo em uma
sala de controle centralizada, num formato
padronizado.
• O transmissor é geralmente montado no
campo, próximo ao processo.
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Transmissores
Sinais Padrão do Transmissor
Pneumático: 3 a 15 psi, 20 a 100 kPa
Eletrônico: 4 a 20 mA
Digital: Hart, Fieldbus, Profibus PA
Todas faixas possuem zero vivo para a
detecção de erros
Digital e analógico podem ser superpostos
aproveitando as vantagens de padronização e
resposta rápida da transmissão analógica e
as de auto diagnose, facilidade de
recalibração e alteração de parâmetros da
parte digital
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Transmissores
Transmissor Pneumático
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Transmissores
Transmissor Pneumático
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Transmissores
Transmissor Pneumático de Temperatura
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Transmissores
Transmissor de Vazão
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Transmissores
Alimentação do Transmissor
Através de dois fios
– Mais comum e econômica
Através de três fios
– Sinal de pulso
Através de quatro fios
– Típica para transmissor de análise
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Transmissores
Circuito com Dois Fios
Transmisso
r
Fonte
Receptor
-
-
+
+
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Transmissores
Circuito com Três Fios
Transmissor
Fonte
Receptor
-
-
+
+
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Transmissores
Circuito com Quatro Fios
Transmissor
Fonte
Receptor
-
-
+
+
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Transmissores
Evolução dos Transmissores
• Evolução dos Transmissores
– pelas exigências dos usuários por melhor desempenho
e custo reduzido;
– pelos desenvolvimentos que ocorreram nas
tecnologias adjacentes, microeletrônica, ciência dos
materiais e tecnologias de comunicação.
• Os microprocessadores, se tornaram:
– Baratos;
– Pequenos;
– Baixo consumo;
– Fácil manutenção (auto-testável);
• Nos anos 1980s, surgem instrumentos
microproces-sados, chamados de “inteligentes”.
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Transmissores
Evolução dos Transmissores
• O microprocessador é associado a circuitos
adicionais de I/O e outros periféricos para formar
um controlador, conceitualmente equivalente a
um computador digital dentro do instrumento.
• Logo, os transmissores inteligentes possuem um
pequeno computador em seu interior que
geralmente lhe dá a habilidade de fazer, entre
várias outras, duas coisas principais:
– modificar sua saída para compensar os efeitos de
erros;
– se comunicar (enviar dados e ser interrogado) com
outros dispositivos.
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Transmissores
Evolução dos Transmissores
• É interessante destacar duas denominações encontradas
na literatura, que são parecidas, mas possuem uma
importante diferença.
– Costuma-se chamar de “Transmissor Smart” o
transmissor que possui as características de corrigir
os erros de não linearidade do sensor primário,
através de memória e sensores auxiliares.
– Costuma-se denominar “Transmissor Inteligente” o
transmissor que além de possuir as características
smart, armazene a informação referente ao
transmissor em si (seus dados de aplicação e sua
localização) e gerencie um sistema de comunicação
que possibilite uma comunicação de duas vias.
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Transmissores
Memória
Micro
processador
Conversor
D/A
Conversor
A/D
4 a 20 mA1o sensor
2o sensor
(opcional)
Componentes de um transmissor Smart
Transmissor Smart
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Transmissores
Memória
Micro
processador
Conversor
D/A
Conversor
A/D
4 a 20 mA1o sensor
2o sensor
(opcional)
Sistema
Comunicação
Componentes de um transmissor Inteligente
Transmissor Inteligente
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Transmissores
Evolução dos Transmissores
• Um transmissor inteligente pode ter sua faixa de
calibração facilmente alterada através de
comandos de reprogramação em vez de ter
ajustes mecânicos locais.
• O instrumento microprocessado pode fazer
várias medições simultâneas e fazer computações
matemáticas complexas destes sinais, para
compensar, linearizar e filtrar os resultados
finais. A medição é indireta, porém ela parece
direta para o operador.
• É possível selecionar automaticamente a unidade
mais adequada para a variável medida.
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INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
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Transmissores
Analógico X Inteligente
Sensor
Condicionamento do
sinal
Saída
Zero
Span
Saída
Sensor 1
Sensor 2
A/D µ D/A
Comunicações
Analógico
Inteligente
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Transmissores
Diagrama de Blocos - Transmissor
Inteligente
Sensor 1
Span
Comunicações
Digitais
Conversor Digital-
Analógico
EEPROM
Limites de linearidade
Limites de faixa
Configuração do transmissor
Microprocessador
Linearização do sensor
Range
Função de transferência
Função de engenharia
Amortecimento
Diagnóstico
Comunicação
Zero
Conversor
Analógico- Digital
Oscilador e
Demodulador
Pressão Pressão
HART
4 a 20 mA
Sensor 2
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Transmissores
Transmissores Inteligentes
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Transmissores
Exemplo de Medição Indireta
Vazão
instantâne
a
Temperatura Pressão Densidade
Vazão de gás
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Transmissores
Exemplo de Medição Indireta
Vazão
instantâne
a
Temperatura Pressão Densidade
Processamento realizado por um dos transmissores inteligentes
Informação da vazão mássica instantânea, na unidade desejada, com
compensação de temperatura, pressão e densidade.
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INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
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Transmissores
Evolução dos Transmissores
• Para a transmissão digital dos sinais, em
princípio foi desenvolvido um protocolo que
aproveitava a própria cablagem já existente,
fazendo transitar sinais digitais sobre sinais
analógicos 4-20 mA.
• Este protocolo (HART) não foi mais que um
paliativo, embora permaneça até hoje.
• Depois surgiram uma profusão de padrões e
protocolos que pretendiam ser o único e melhor
barramento de campo. O tempo e o mercado
acabaram por depurar o conceito e a selecionar
os mais aptos.
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INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
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Transmissores
Protocolo HART
• O HART (Highway Addressable Remote
Transducer) foi criado em 1980 e possibilita o uso
de instrumentos inteligentes em cima dos cabos 4-20
mA tradicionais.
• O sinal Hart é modulado em FSK (Frequency Shift
Key) e é sobreposto ao sinal analógico de 4-20 mA.
Para transmitir 1 é utilizado um sinal de 1 mA pico a
pico na freqüência de 1200 Hz e para transmitir 0 a
freqüência de 2200 Hz é utilizada.
• A comunicação é bidirecional.
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Transmissores
Protocolo HART
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Transmissores
Protocolo HART
• Este protocolo permite que além do valor da variável
medida, outros valores significativos sejam
transmitidos, tais como os parâmetros para o
instrumento, dados de configuração do dispositivo,
dados de calibração e diagnóstico.
• O sinal FSK é contínuo em fase, não impondo
nenhuma interferência sobre o sinal analógico.
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Transmissores
Protocolo HART
• Como o mestre e os instrumentos conseguem conversar
através do sinal digital sobreposto, é possível ligá-los em
rede.
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Transmissores
Calibração de Transmissores
• A calibração do transmissor garante sua exatidão
• O transmissor é calibrado antes de ser montado,
periodicamente, depois de manutenção ou quando
requisitado pela operação
• A calibração requer:
– local adequado
– procedimento claro
– padrões rastreados
– técnico treinado
– registro documentado
– prazo de validade
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Transmissores
Calibração de Transmissores
• Geralmente consiste nos seguintes passos:
1. Simular a variável sentida, não a necessariamente a
medida. Por exemplo, simula-se a milivoltagem do
termopar e não a temperatura medida
2. Comparar os valores lidos com os valores pré-
estabelecidos no relatório, conforme precisão do
transmissor
3. Quando os valores lidos estiverem fora dos limites, ajustar
o transmissor nos pontos de zero e de largura de faixa
(span). Com os ajustes, a saída do transmissor deve ser
igual a 20 kPa ou 4 mA cc para 0% da entrada e 100 kPa
ou 20 mA cc, quando a variável assumir 100% do valor do
processo. Os pontos intermediários devem seguir a curva
de calibração, geralmente uma reta
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Transmissores
Calibração de Transmissores
4. Quando os valores estiverem dentro dos limites,
finalizar o processo
5. Quando o transmissor não gera os sinais dentro dos
limites, depois de um (ou dois, ou quantos o
executante definir) ajuste, o transmissor está com
problema e requer manutenção
6. Depois de qualquer manutenção, todo instrumento
deve ser calibrado
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Transmissores
Calibração de Transmissores
• Local da calibração:
– Bancada
– Campo
• Tipo de calibração:
– Convencional ou Molhada
– A seco
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Transmissores
Calibração Convencional
Necessária a simulação da variável
Mais demorada
Inclui sensor e circuito eletrônico
Geralmente feita na bancada
É necessária, em algum momento
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Transmissores
Calibração Convencional
Calibrado em 0 - 100 in H2O
A/D µ D/A
19.83 mA
100 in H2O
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Transmissores
Fiação Calibração
Convencional
Pressão
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Transmissores
Calibração a Seco
O elemento sensor é contornado e não é
necessária a simulação da variável
Mais rápida
Inclui apenas o circuito eletrônico
Geralmente feita remotamente ou no local
Deve sempre ser intercalada com a
convencional
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Transmissores
Calibração a Seco
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Calibração a Seco (na área)
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LD 301 - Smar
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LD 301 - Smar
• O sensor de pressão utilizado pelos transmissores inteligentes de pressão
série LD301, é do tipo capacitivo (célula capacitiva).
Onde:
P1 e P2 são pressões aplicadas
nas câmaras H e L.
CH = capacitância medida entre a
placa fixa do lado de P1 e o
diafragma sensor.
CL = capacitância medida entre a
placa fixa do lado de P2 e o
diafragma sensor.
d = distância entre as placas fixas
de CH e CL.
∆d = deflexão sofrida pelo
diafragma sensor devido à
aplicação da pressão
diferencial DP = P1 - P2.
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LD 301 – Display
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LD 301 – Display (Exemplo)
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Configuradores
A Smar desenvolveu dois tipos de Configuradores para os seus equipamentos HART :
Configurador HT2 (antigo) e Configurador HPC301 (atual).
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Configuradores
Através dos configuradores HART , o firmware do LD301 permite que os
seguintes recursos de configuração possam ser acessados:
• Identificação e Dados de Fabricação do Transmissor;
• Trim da Variável Primária – Pressão;
• Trim de Corrente da Variável Primária;
• Ajuste do Transmissor à Faixa de Trabalho;
• Seleção da Unidade de Engenharia;
• Função de Transferência para Medição de Vazão;
• Tabela de Linearização;
• Configuração do Totalizador;
• Configuração do Controlador PID e Tabela de Caracterização da MV%;
• Configuração do Equipamento;
• Manutenção do Equipamento.
As operações que ocorrem entre o configurador e o transmissor não
interrompem a medição do sinal de pressão e não perturbam o sinal de saída.
O configurador pode ser conectado no mesmo cabo do sinal de 4-20 mA até
2000 metros de distância do transmissor.
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Programação – Ajuste Local
O transmissor tem sob a placa de
identificação dois orifícios, que
permitem acionar as duas chaves
magnéticas da placa principal com a
introdução do cabo da chave de
fenda imantada.
É através das ações S e Z que se
percorre a árvore de programação
e se altera os parâmetros.
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Erro de largura de faixa (SPAN)
Calibração
ideal
Saída
Vazão
±0,5% valor medido
0 25 50 75 100
25
50
75
100
100,5%
99,5%
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Erro de zero
Calibração ideal
Saída
Vazão
±0,5% fundo escala
0 25 50 75 100
25
50
75
100
25
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Programação – Ajuste Local
Ajuste Local Completo
O transmissor deve estar com o display conectado para que esta função
seja habilitada. As funções disponibilizadas para o ajuste local são:
• Corrente Constante;
• Ajuste da Tabela de Pontos;
• Unidade de Engenharia;
• Limites de Segurança;
• Trim de Corrente e Pressão;
• Linearização;
• Ativação da Totalização;
• Mudança de Endereço;
• e alguns itens da função Informação.
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Árvore de Programação Via Ajuste
Local
O ajuste local utiliza uma estrutura em árvore sendo que a atuação na chave
magnética (Z) permite a rotação entre as opções de um ramo e a atuação na outra (S),
detalha a opção selecionada. A Figura abaixo mostra as opções disponíveis no LD301.
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Operação – [OPER]
Esta opção de ajuste se aplica ao LD301 configurado em modo Controlador. Ela permite comutar o
estado do controle, passando de Automático para Manual e vice versa e ajustar o valor do Setpoint
e da Variável Manipulada.
A/M - Comuta o estado do controlador de Automático para Manual ou de Manual para Automático. As letras A e M no
display indicam o estado.
▲SP - Incrementa o Setpoint até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 100%.
▼SP - Decrementa o Setpoint até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 0%.
▲MV - Incrementa a Variável Manipulada do PID até a chave de fenda imantada ser removida ou o limite superior da
saída ser alcançado.
▼MV - Decrementa a Variável Manipulada do PID até a chave de fenda imantada ser removida ou o limite superior ser
alcançado.
SAVE - Grava o valor do Setpoint e o valor da Variável Manipulada na EEPROM do transmissor para usá-los quando o
SP e MV forem solicitados.
ESC - Retorna para o menu PRINCIPAL.
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Sintonia – [TUNE]
Esta opção de ajuste se aplica ao LD301 configurado em modo Controlador. Ela permite sintonizar
a
malha de controle, atuando sobre os termos Proporcional, Integral e Derivativo e alterar o modo de
atuação do PID.
▲KP - Incrementa o ganho proporcional até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 100.
▼KP - Decrementa o ganho proporcional até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 0.
▲TR - Incrementa o tempo integral até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 999 minutos.
▼TR - Decrementa o TEMPO INTEGRAL até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 0 minuto.
▲TD - Incrementa o TEMPO DERIVATIVO até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 999 segundos.
▼TD - Decrementa o tempo derivativo até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 0 segundos.
ACT - Comuta a AÇÃO DIRETA para REVERSA ou REVERSA para DIRETA. O caractere mais à direita do alfanumérico
do display indica o modo presente:
D = Ação direta
R = Ação Reversa
SAVE - Grava as constantes KP, TR e TD na EEPROM do transmissor.
ESC - Retorna para o menu PRINCIPAL.
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Configuração – [CONF]
Este ramo da árvore é comum tanto para o modo Transmissor quanto Controlador. As funções de configuração
afetam diretamente a corrente de saída 4-20 mA e a indicação do display.
As opções de configuração implementadas neste ramo são:
• Seleção da variável a ser indicada tanto para o Display1 quanto Display2.
• Calibração, tanto do Transmissor quanto Controlador, para a sua faixa de trabalho. As opções Com Referência e
Sem referência estão disponíveis.
• Configuração do tempo de amortecimento do filtro digital de entrada do sinal de leitura.
• Seleção da função de transferência a ser aplicada na variável medida.
• Seleção do modo de operação do LD301: Transmissor ou Controlador.
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Configuração – [CONF]
LCD_1 - Ativa a função LCD_1, permitindo que com a atuação em (Z), se rotacione entre as variáveis disponíveis para o
LCD_1. A variável desejada é ativada usando (S). ESCAPE deixa o display primário inalterado.
LCD_2 - Inicia a seleção de variáveis para ser indicada como display secundário. O procedimento para seleção é o
mesmo
do DISPLAY_1, anterior.
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Configuração – [CONF]
UNIT - Seleciona a unidade de engenharia para variáveis de processo e indicação de setpoint.
▲LRV - Incrementa o valor inferior até a chave de fenda imantada ser removida ou o limite superior para o valor inferior ser
alcançado.
▼LRV - Decrementa o valor inferior até a chave de fenda imantada ser removida ou o mínimo valor inferior ser alcançado.
▲URV - Incrementa o valor superior até a chave imantada ser removida ou o máximo valor superior ser alcançado.
▼URV - Decrementa o valor superior até a chave de fenda imantada ser removida ou o limite inferior para o valor superior ser
alcançado.
▲ZERO - Incrementa o valor de porcentagem relativo à pressão aplicada, acarretando uma diminuição do valor de pressão inferior
(supressão de zero), até a chave de fenda ser removida ou o mínimo valor inferior ser alcançado. O span é mantido.
▼ZERO - Decrementa o valor de porcentagem relativo à pressão aplicada, acarretando o aumento do valor de pressão inferior
(elevação de zero), até a chave de fenda ser removida ou o limite superior para o valor inferior ser alcançado. O span é
mantido.
▲SPAN - Incrementa o valor de porcentagem relativo à pressão aplicada, acarretando uma diminuição do valor de pressão superior
até a chave de fenda ser removida ou o limite inferior para o valor superior ser alcançado. O zero é mantido.
▼SPAN - Decrementa o valor de porcentagem relativo à pressão aplicada, acarretando o aumento do valor de pressão superior até a
chave de fenda ser removida ou o máximo valor superior ser alcançado.
▲DAMP - Incrementa a constante de tempo do damping até que a chave de fenda imantada seja removida ou 32 segundos seja
alcançado.
▼DAMP - Decrementa a constante de tempo do damping até que a chave de fenda imantada seja removida ou 0 segundo seja
alcançado.
Função Configuração [RANGE]
Esta opção de ajuste se aplica ao LD301 configurado em modo Controlador. Ela permite sintonizar a
malha de controle, atuando sobre os termos Proporcional, Integral e Derivativo e alterar o modo de
atuação do PID.
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Configuração – [CONF]
Função [FUNCT]
Seleção da função de transferência a ser aplicada à pressão medida. Ativando (Z), é possível circular entre as
opções disponíveis conforme mostrado na tabela abaixo.
Função Modo de Operação [MODE]
Seleção do modo de operação do transmissor, conforme tabela:
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Totalização – [TOTAL]
Este ramo da árvore é comum tanto para o modo Transmissor quanto Controlador. Os parâmetros
de
totalização são configurados via Configurador HART, por exigir uma interface homem máquina mais
Elaborada. As funções disponíveis neste ramo estão diretamente relacionadas com o valor
totalizado, que são: interromper ou retomar o processo de totalização e zerar o valor totalizado.
TOTAL - Comuta a totalização de ON para OFF ou OFF para ON.
RESET - Reseta a totalização.
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Trim de Pressão – [TRIM]
Este ramo da árvore é usado para ajustar a leitura digital de acordo com a pressão aplicada. O
TRIM
de pressão difere da CALIBRAÇÃO COM REFERÊNCIA, pois, o TRIM é usado para corrigir a
medida e a CALIBRAÇÃO COM REFERÊNCIA relaciona apenas a pressão aplicada com o sinal de
saída de 4 a 20mA.
ZERO - Ajusta a referência interna do transmissor para ler 0 na pressão aplicada.
▲LOWER - Ajusta a referência interna do transmissor, incrementando o valor mostrado no display que será interpretado
como o valor de Pressão Inferior correspondente à pressão aplicada.
▼LOWER - Ajusta a referência interna do transmissor, decrementando o valor mostrado no display que será interpretado
como o valor de Pressão Inferior correspondente à pressão aplicada.
▲UPPER - Ajusta a referência interna do transmissor incrementando o valor mostrado no display e que será interpretado
como o valor de Pressão Superior correspondente à pressão aplicada.
▼UPPER - Ajusta a referência interna do transmissor decrementando o valor mostrado no display e que será interpretado
como o valor de Pressão Superior correspondente à pressão aplicada.
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Mensagens de Erro
Quando o configurador
Smar estiver
comunicando com o
transmissor, o usuário é
informado sobre qualquer
problema encontrado,
através do auto
diagnóstico.
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Mensagens de Erro
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TT301 - SMAR
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EFEITO DA RESISTÊNCIA
DOS CABOS
I
1
2
1
2
V2
r1
r2
RTD
I
1
2
r1
r2
RTD
3
4
V1
V2
I RTDV2
r1
r2
r3
r4
I=0
I=0
2 FIOS
V2 = (RTD + 2r) . I
r1 = r2 = r
3 FIOS
V2 - V1 = ( RTD + r ) . I - ( r .I )
V2 - V1 = RTD . I
r1 = r2 = r
4 FIOS
V2 = RTD . I
1
2
3
4
32
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Simone Massulini Acosta
Transmissores
MÓDULO DE ENTRADA - RTD
Fonte de
Corrente
ConstanteI
I
I
I
r
r
r
I=0
RTD
1
2
3
4 Impedância Alta
Impedância Alta
Leitura
1
Leitura
2
Auto
Zero
x Ganho 1
x Ganho 2
x Ganho 3
A/D Microprocessador
Leitura 1 - Leitura 2
Leitura 1 = (RTD + r) . I
Leitura 2 = r . I
Leitura 1 - Leitura 2 = RTD . I
©edu 07/97
©edu 07/97
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Transmissores
ENTRADA DE TERMOPAR OU mV
+ -
1 2 3 4 1 2 3 4
+ -
TERMOPAR ÚNICO DIFERENCIAL
H L
33
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Transmissores
COMPENSAÇÃO DE JUNTA FRIA
I1
2
3
4
Pt
100
Leitura
1
Auto
Zero
x Ganho 1
x Ganho 2
x Ganho 3
A/D
CPU
Pt 100 IEC
TABELA
C
r
TERMOPAR
TABELA - 1
mV
C
TEMP.
RAM
C
mV
mV
mV
Tabela
Termopar “x”
TEMPERATURA
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Rotação da Carcaça, Parafusos
e Trava da Tampa
Parafuso de
Trava da Tampa
Parafuso de
Trava da Carcaça
34
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Transmissores
TENSÃO DE ALIMENTAÇÃO Vdc
ÁREA
DE
OPERAÇÃO
12 20 30 40 45
CARGAEXTERNA(OHMS)
0
250
500
1000
1500
1650
4 -20 mA e
Comunicação Digital
Somente 4 - 20 mA
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Transmissores
Árvore de Programação
OFFON EXE TT 301
ON_LINE
TRM_ÚNICO
RET
ON_LINE
MULTIDROP
* Este ítem fica disponível se o modo PID for selecionado.
INFO
Informação
Tag
Serviço
Data da
Modificação
Folha de
Dados
RET
CONF CONTR* TRIM MANUT ALARME RET
Configuração
Inferior
Superior
Unidade
Damping
Função
Corte
Burnout
Display
Sensor
PID Lig./Desl.
Fail_Safe
RET
Monitoração
Saída mA
PV%
PV
MV%
Temperatura
SP%
SP
Erro%
Tempo
RET
Controlador
Indicação
Limite de
Segurança
Sintonia
Modo de
Operação
Tabela_SP
RET
TRIM
Corrente
Leitura
RET
Manutenção
Ident.
Contador de
Operações
Senha
Conf. de Nível
Proteção da
Escrita
RET
MONIT
Alarme
Reconhecimento
Ação
Nível
RET
35
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Transmissores
Árvore de Programação
OFFON EXE TT 301
ON_LINE
TRM_ÚNICO
RET
ON_LINE
MULTIDROP
INFO
Informação
Tag
Serviço
Data da
Modificação
Folha de
Dados
RET
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Transmissores
Árvore de Programação - INFO
INFO
Tipo de
Sensor
Serviço
(16 Caracteres)
Mensagem
(32 Caracteres)
Indicador
Local
Faixa do
Sensor
Data Sheet
TAG
Data de Modificação
(DD/MM/AAAA)
©edu 07/97
©edu 07/97
36
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Transmissores
Árvore de Programação
OFFON EXE TT 301
ON_LINE
TRM_ÚNICO
RET
ON_LINE
MULTIDROP
INFO
Informação
Tag
Serviço
Data da
Modificação
Folha de
Dados
RET
CONF
Configuração
Inferior
Superior
Unidade
Damping
Função
Corte
Burnout
Display
Sensor
PID Lig./Desl.
Fail_Safe
RET
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Transmissores
Árvore de Programação - CONF
Calibração
ON EXECONF
Unidade Damp Indicador PID
VI
Com
Referência
Com
Referência
Sem
Referência
Sem
Referência
VS
RET
RET
0 a 32s
1ª Var. 2ª Var.
RET
Corrente
(mA)
PV%
PV
(unid. eng.)
Temp.
(ºC)
MV%
SP%
SP
(unid. eng.)
Tempo
S/ ind.
C
F
R
K
Função
Linear
Const.
Ret
Burnout
Inf./Sup
Sensor
Hab./Des.
37
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Transmissores
CONFIGURAÇÃO
mV
Ohm
C
F
R
K
Unidades
Filtro digital onde a constante de
tempo pode ser ajustada entre 0
e 32s.
Damping
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Transmissores
CONFIGURAÇÃO
Saída de Segurança BURNOUT
Valor de Saída Programável
no Caso de Falha do Sensor
UPSCALE 21 mA
DOWNSCALE 3.9 mA
38
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Transmissores
CONFIGURAÇÃO - Indicação Local
100 C
Alterna duas variáveis diferentes.
Elas podem ser selecionadas como:
PV,SP em unidade de engenharia ou %
MV %
ER %
Corrente (mA)
Temperatura Ambiente (ºC)
Tempo
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Árvore de Programação - Conf - Sensor
ON EXESENSOR
RTD OHM TC RET
TIPO
CONF.
LVI
LVS
MIN
UNID
RET
mV Especial
7 Tipos
Ret
3 Tipos
Ret
2 fios
3 fios
4 fios
Dif.
Ret
12 Tipos
Ret
3 Tipos
Ret
2 fios
Dif.
Ret
TABELA
X,Y
- mV OHMs
39
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Transmissores
SENSOR
SENSOR
RANGE
mV
SPAN
MÍNIMO
PRECISÃO
DIGITAL
mV
-6 a -2
-2 a 22
-10 a 100
-50 a 500
-28 a 28
-110 a 110
0.40
2.00
10.00
0.40
2.00
± 4 µV
± 0.02 % ou 2 µV
0.02 % ou 10 µV
0.02 % ou 50 µV
0.1 % ou 10 µV
0.1 % ou 50 µV
mV
Diferencial
SENSOR
RANGE
OHM
SPAN
MÍNIMO
PRECISÃO
DIGITAL
OHM
Diferencial
OHM
0 a 100
0 a 400
0 a 2000
-100 a 100
-400 a 100
1
4
20
1
4
0.02 % ou 0.01 Ω
0.02 % ou 0.04 Ω
0.02 % ou 0.20 Ω
0.08 % ou 0.04 Ω
0.1 % ou 0.2 Ω
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Transmissores
SENSOR
2,3 ou 4
fios
TIPO
RANGE
ºC
RANGE
ºF
Cu10 GE
Ni120 DIN
Pt50 IEC
Pt100 IEC
Pt500 IEC
Pt50 JIS
Pt100 JIS
B NBS
E NBS
J NBS
K NBS
N NBS
R NBS
S NBS
T NBS
J DIN
K DIN
S DIN
T DIN
-20 a 250
-50 a 270
-200 a 850
-200 a 850
-200 a 450
-200 a 600
-200 a 600
100 a 1800
-100 a 1000
-150 a 750
-200 a 1350
-100 a 1300
0 a 1750
0 a 1750
-200 a 400
-200 a 900
-200 a 1350
0 a 1750
-200 a 600
-4 a 482
-58 a 518
-328 a 1562
-328 a 1562
-328 a 842
-328 a 1112
-328 a 1112
212 a 3272
-148 a 1832
-238 a 1832
-328 a 2462
-148 a 2372
32 a 3182
32 a 3182
-328 a 752
-328 a 1652
-328 a 2462
32 a 3182
-328 a 1112
SPAN
MÍNIMO
PRECISÃO
DIGITAL
50
5
10
10
10
10
10
50
20
30
60
50
40
40
15
35
60
40
50
±1.0
±0.1
±0.25
±0.2
±0.25
±0.25
±0.25
±0.5
±0.2
±0.3
±0.6
±0.5
±0.4
±0.4
±0.15
±0.35
±0.6
±0.4
±0.5
RTD
TERMOPAR
40
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M
SENSOR ESPECIAL
Posição
TT 301
OHM Ângulo (graus)
4 0
20 27.4
214 360
TT 301
OHM PESO (Kg)
0 47.4
314 512
-V
+V
FORÇA
PESO
PRESSÃO
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Árvore de Programação
SENSOR ESPECIAL
Pressão
Vazão
Volumétrica
Velocidade
Volume
Nível
Massa
Vazão de
Massa
VARIÁVEL
inH20, inHG, ftH2O, mmH2O , mmHG, psi, bar, mbar, g/cm², kg/cm², Pa, kPa, Ton, atm.
UNIDADES
Densidade
Outras
Especial
ft³/m, gal/m, l/min, Gal/m, m³/h, gal/s, l/s, Ml/d, ft³/d, m³/d, Gal/h, Gal/d, ft³/h, m³/m, bbl/s, bbl/m,
bbl/h, bbl/d, gal/h, Gal/s, l/h, gal/d.
ft/s, m/s, m/h
gal, litro, Gal, m³, bbl, bush, Yd³, pé³, in³, hl
ft, m, in, cm, mm
grama, kg, ton, lb, Sh ton, Lton
g/s, g/min, g/h, kg/s, kg/m, kg/h, kg/d, To/m, Ton/h, Ton/d, lb/s, lb/m, lb/h, lb/d
SGU, g/m³, kg/m³, g/ml, kg/l, g/l, Twad, Brix, Baum H, Baum L, API, % Slow, % Solv, Ball
cSo, cPo, ma, %
5 caracteres
41
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Transmissores
Árvore de Programação
OFFON EXE TT 301
ON_LINE
TRM_ÚNICO
RET
ON_LINE
MULTIDROP
INFO
Informação
Tag
Serviço
Data da
Modificação
Folha de
Dados
RET
CONF
Configuração
Inferior
Superior
Unidade
Damping
Função
Corte
Burnout
Display
Sensor
PID Lig./Desl.
Fail_Safe
RET
TRIM
TRIM
Corrente
Leitura
RET
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Simone Massulini Acosta
Transmissores
Árvore de Programação
TRIM
TRIM
Corrente Leitura RET
RET20mA4mA
©edu 07/97
42
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INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
Simone Massulini Acosta
Transmissores
Árvore de Programação
OFFON EXE TT 301
ON_LINE
TRM_ÚNICO
RET
ON_LINE
MULTIDROP
INFO
Informação
Tag
Serviço
Data da
Modificação
Folha de
Dados
RET
CONF TRIM
Configuração
Inferior
Superior
Unidade
Damping
Função
Corte
Burnout
Display
Sensor
PID Lig./Desl.
Fail_Safe
RET
TRIM
Corrente
Leitura
RET
CONTR*
Controlador
Indicação
Limite de
Segurança
Sintonia
Modo de
Operação
Tabela_SP
RET
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Simone Massulini Acosta
Transmissores
+ +
_
_ +
_
VAPOR
CONDENSADO
I/P
TIC TE
Fonte de
Alimentação
PRODUTO
CONTROLADOR
VANTAGENS:
- Economia de cabos;
- Melhor imunidade a ruídos;
- Economiza o controlador;
- Maior confiabilidade (1 - um - instrumento a menos);
- Menor tempo morto;
- Maior precisão (não é necessário conversão A/D e D/A).
43
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Simone Massulini Acosta
Transmissores
CONTR
Sintonia TABELA_SP
Árvore de Programação
CONTROLE
Indicação
SP
PV
AUTO/MANUAL
MV
Limites de
Segurança
Saída de
Segurança
Taxa de Saída
Limite Inferior
Limite Superior
RET
KP
TR
TD
RET
Modo de
Operação
Direta/Reversa
SP Tracking
Power_ON
Gerador de
Setpoint
RET
RET
Criar
Editar
RET
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Transmissores
Árvore de Programação
OFFON EXE TT 301
ON_LINE
TRM_ÚNICO
RET
ON_LINE
MULTIDROP
INFO
Informação
Tag
Serviço
Data da
Modificação
Folha de
Dados
RET
CONF TRIM
Configuração
Inferior
Superior
Unidade
Damping
Função
Corte
Burnout
Display
Sensor
PID Lig./Desl.
Fail_Safe
RET
TRIM
Corrente
Leitura
RET
CONTR*
Controlador
Indicação
Limite de
Segurança
Sintonia
Modo de
Operação
Tabela_SP
RET
Monitoração
Saída mA
PV%
PV
MV%
Temperatura
SP%
SP
Erro%
Tempo
RET
MONIT
44
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Transmissores
Árvore de Programação
OFFON EXE TT 301
ON_LINE
TRM_ÚNICO
RET
ON_LINE
MULTIDROP
INFO
Informação
Tag
Serviço
Data da
Modificação
Folha de
Dados
RET
CONF TRIM
Configuração
Inferior
Superior
Unidade
Damping
Função
Corte
Burnout
Display
Sensor
PID Lig./Desl.
Fail_Safe
RET
TRIM
Corrente
Leitura
RET
CONTR*
Controlador
Indicação
Limite de
Segurança
Sintonia
Modo de
Operação
Tabela_SP
RET
Monitoração
Saída mA
PV%
PV
MV%
Temperatura
SP%
SP
Erro%
Tempo
RET
MONIT MANUT
Manutenção
Ident.
Contador de
Operações
Senha
Conf. de Nível
Proteção da
Escrita
RET
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Transmissores
Árvore de Programação
MANUTENÇÃO
MANUT
Cont_OperIdent
Modelo
Nº de
Série
RET
RETModo_Segur
Comunic.
Ajuste Local
Hab/Des.
RET
Configura os
Níveis de Senha
Conf_NívelSenha
Nível_1
Nível_2
Nível_3
RET
45
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Transmissores
Árvore de Programação
OFFON EXE TT 301
ON_LINE
TRM_ÚNICO
RET
ON_LINE
MULTIDROP
INFO
Informação
Tag
Serviço
Data da
Modificação
Folha de
Dados
RET
CONF TRIM
Configuração
Inferior
Superior
Unidade
Damping
Função
Corte
Burnout
Display
Sensor
PID Lig./Desl.
Fail_Safe
RET
TRIM
Corrente
Leitura
RET
CONTR*
Controlador
Indicação
Limite de
Segurança
Sintonia
Modo de
Operação
Tabela_SP
RET
Monitoração
Saída mA
PV%
PV
MV%
Temperatura
SP%
SP
Erro%
Tempo
RET
MONIT MANUT
Manutenção
Ident.
Contador de
Operações
Senha
Conf. de Nível
Proteção da
Escrita
RET
ALARME
Alarme
Reconhecimento
Ação
Nível
RET
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AJUSTE LOCAL
JUMPERS
MODO TRANSMISSOR
MODO CONTROLADOR
Tipo
Simples Completo
Ajuste Local
Desab. Habilit.
Tipo Ajuste Local Simples: Zero e Span
Completo: Configuração
Z - Move
S - Ativa a função
selecionada
Simples: Operação e Totalização
Completo: Operação, Sintonia
Configuração e Total.
Z - Move
S - Ativa a função
selecionada
Tipo Ajuste Local
46
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Transmissores
AJUSTE LOCAL - Modo Simples
ZERO E SPAN
SPAN ZERO
2 - Inserir a Chave Durante 2 Segundos
3 - Remova a chave
1 - Aplicar Sinal na Entrada
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Transmissores
Árvore de Programação
Ajuste Local - Modo Completo
Display
Normal
Z
Z Z
OPER TUNE
S S
Operação
Auto/Manual
Setpoint
Variavel Manip.
Salvar
Esc
Sintonia
Kp
Tr
Td
Ação
Salva
Esc
S
Configuração
Unit
LCD_1
LCD_2
LRV
URV
ZERO
SPAN
Tipo de Sensor
Modo de Op.
Save
Esc
ZZ
ESC
S
S
Z
S AÇÃO
ROTACIONAZ
CONF *BATCH
Gerador
ON/OFF
Pause/Run
Reset
Time
Esc
* Se o modo Transmissor for selecionado,
só o ítem CONF ficará disponível.
47
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Transmissores
Árvore de Programação - Ajuste Local
OPERAÇÃO - OPER
S
OPER
Z
BATCH
S AÇÃO
ROTACIONAZ
Z
ESC
Z
MV ESCA/M SP SAVE
Z Z Z Z
S S S S
S
ACK
Z
S
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Transmissores
AJUSTE LOCAL - Configuração Completa
s z
s z
s z
s z
s z
Remova a chave
Insira na ação
Para ajuste fino remova
e insira a chave novamente
100.0
URV
98.7
URV
59.7
URV
50.1
URV
100.0
URV
Decrementa valor superior
O valor começa a
decrementar lentamente
. . . e então rapidamente
48
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Transmissores
Árvore de Programação - Ajuste Local
BATELADA - BATCH
S
BATCH
Z
TUNE
S AÇÃO
ROTACIONAZ
Z
OPER
Z
RESET ESCSPGEN
ON/OFF
SPGEN
Run/Pause
TIME
Z Z Z Z
S S S S
S
TIME
Z
S
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Transmissores
Árvore de Programação - Ajuste Local
SINTONIA - TUNE
TUNE
Z
Z ZZZZ
S S S S S
KP TR TD ACT SAVE ESC
S
S AÇÃO
ROTACIONAZ
Z
S
CONFBATCH
Z
49
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UNIT
Árvore de Programação - Ajuste Local
CONFIGURAÇÃO - CONF
LCD-1 LCD - 2 LRV URV ZERO SENSOR
S S S S S S S
Z Z Z Z Z Z Z
CONF
Z
ESC
S
S AÇÃO
ROTACIONAZ
Z
TUNE
SPAN
Z
MODE
S
Z Z
SAVEESC
S
Z
S

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  • 1. 1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Departamento de Eletrônica UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Conteúdo •Simbologia para instrumentação e controle; •Fundamentos de medição de Pressão; •Fundamentos de medição de Vazão; •Fundamentos de medição de Nível; •Fundamentos de medição de Temperatura; •Válvulas de controle.
  • 2. 2 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Transmissores UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Conceitos Básicos • O transmissor é um instrumento que sente a variável de processo e gera na saída um sinal padrãosinal padrão proporcional ao valor da variável medida • A transmissão serve somente como uma conveniência de operação para tornar disponíveis os dados do processo em uma sala de controle centralizada, num formato padronizado. • O transmissor é geralmente montado no campo, próximo ao processo.
  • 3. 3 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Sinais Padrão do Transmissor Pneumático: 3 a 15 psi, 20 a 100 kPa Eletrônico: 4 a 20 mA Digital: Hart, Fieldbus, Profibus PA Todas faixas possuem zero vivo para a detecção de erros Digital e analógico podem ser superpostos aproveitando as vantagens de padronização e resposta rápida da transmissão analógica e as de auto diagnose, facilidade de recalibração e alteração de parâmetros da parte digital UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Transmissor Pneumático
  • 4. 4 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Transmissor Pneumático UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Transmissor Pneumático de Temperatura
  • 5. 5 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Transmissor de Vazão UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Alimentação do Transmissor Através de dois fios – Mais comum e econômica Através de três fios – Sinal de pulso Através de quatro fios – Típica para transmissor de análise
  • 6. 6 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Circuito com Dois Fios Transmisso r Fonte Receptor - - + + UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Circuito com Três Fios Transmissor Fonte Receptor - - + +
  • 7. 7 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Circuito com Quatro Fios Transmissor Fonte Receptor - - + + UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Evolução dos Transmissores • Evolução dos Transmissores – pelas exigências dos usuários por melhor desempenho e custo reduzido; – pelos desenvolvimentos que ocorreram nas tecnologias adjacentes, microeletrônica, ciência dos materiais e tecnologias de comunicação. • Os microprocessadores, se tornaram: – Baratos; – Pequenos; – Baixo consumo; – Fácil manutenção (auto-testável); • Nos anos 1980s, surgem instrumentos microproces-sados, chamados de “inteligentes”.
  • 8. 8 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Evolução dos Transmissores • O microprocessador é associado a circuitos adicionais de I/O e outros periféricos para formar um controlador, conceitualmente equivalente a um computador digital dentro do instrumento. • Logo, os transmissores inteligentes possuem um pequeno computador em seu interior que geralmente lhe dá a habilidade de fazer, entre várias outras, duas coisas principais: – modificar sua saída para compensar os efeitos de erros; – se comunicar (enviar dados e ser interrogado) com outros dispositivos. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Evolução dos Transmissores • É interessante destacar duas denominações encontradas na literatura, que são parecidas, mas possuem uma importante diferença. – Costuma-se chamar de “Transmissor Smart” o transmissor que possui as características de corrigir os erros de não linearidade do sensor primário, através de memória e sensores auxiliares. – Costuma-se denominar “Transmissor Inteligente” o transmissor que além de possuir as características smart, armazene a informação referente ao transmissor em si (seus dados de aplicação e sua localização) e gerencie um sistema de comunicação que possibilite uma comunicação de duas vias.
  • 9. 9 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Memória Micro processador Conversor D/A Conversor A/D 4 a 20 mA1o sensor 2o sensor (opcional) Componentes de um transmissor Smart Transmissor Smart UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Memória Micro processador Conversor D/A Conversor A/D 4 a 20 mA1o sensor 2o sensor (opcional) Sistema Comunicação Componentes de um transmissor Inteligente Transmissor Inteligente
  • 10. 10 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Evolução dos Transmissores • Um transmissor inteligente pode ter sua faixa de calibração facilmente alterada através de comandos de reprogramação em vez de ter ajustes mecânicos locais. • O instrumento microprocessado pode fazer várias medições simultâneas e fazer computações matemáticas complexas destes sinais, para compensar, linearizar e filtrar os resultados finais. A medição é indireta, porém ela parece direta para o operador. • É possível selecionar automaticamente a unidade mais adequada para a variável medida. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Analógico X Inteligente Sensor Condicionamento do sinal Saída Zero Span Saída Sensor 1 Sensor 2 A/D µ D/A Comunicações Analógico Inteligente
  • 11. 11 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Diagrama de Blocos - Transmissor Inteligente Sensor 1 Span Comunicações Digitais Conversor Digital- Analógico EEPROM Limites de linearidade Limites de faixa Configuração do transmissor Microprocessador Linearização do sensor Range Função de transferência Função de engenharia Amortecimento Diagnóstico Comunicação Zero Conversor Analógico- Digital Oscilador e Demodulador Pressão Pressão HART 4 a 20 mA Sensor 2 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Transmissores Inteligentes
  • 12. 12 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Exemplo de Medição Indireta Vazão instantâne a Temperatura Pressão Densidade Vazão de gás UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Exemplo de Medição Indireta Vazão instantâne a Temperatura Pressão Densidade Processamento realizado por um dos transmissores inteligentes Informação da vazão mássica instantânea, na unidade desejada, com compensação de temperatura, pressão e densidade.
  • 13. 13 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Evolução dos Transmissores • Para a transmissão digital dos sinais, em princípio foi desenvolvido um protocolo que aproveitava a própria cablagem já existente, fazendo transitar sinais digitais sobre sinais analógicos 4-20 mA. • Este protocolo (HART) não foi mais que um paliativo, embora permaneça até hoje. • Depois surgiram uma profusão de padrões e protocolos que pretendiam ser o único e melhor barramento de campo. O tempo e o mercado acabaram por depurar o conceito e a selecionar os mais aptos. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Protocolo HART • O HART (Highway Addressable Remote Transducer) foi criado em 1980 e possibilita o uso de instrumentos inteligentes em cima dos cabos 4-20 mA tradicionais. • O sinal Hart é modulado em FSK (Frequency Shift Key) e é sobreposto ao sinal analógico de 4-20 mA. Para transmitir 1 é utilizado um sinal de 1 mA pico a pico na freqüência de 1200 Hz e para transmitir 0 a freqüência de 2200 Hz é utilizada. • A comunicação é bidirecional.
  • 14. 14 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Protocolo HART UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Protocolo HART • Este protocolo permite que além do valor da variável medida, outros valores significativos sejam transmitidos, tais como os parâmetros para o instrumento, dados de configuração do dispositivo, dados de calibração e diagnóstico. • O sinal FSK é contínuo em fase, não impondo nenhuma interferência sobre o sinal analógico.
  • 15. 15 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Protocolo HART • Como o mestre e os instrumentos conseguem conversar através do sinal digital sobreposto, é possível ligá-los em rede. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Calibração de Transmissores • A calibração do transmissor garante sua exatidão • O transmissor é calibrado antes de ser montado, periodicamente, depois de manutenção ou quando requisitado pela operação • A calibração requer: – local adequado – procedimento claro – padrões rastreados – técnico treinado – registro documentado – prazo de validade
  • 16. 16 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Calibração de Transmissores • Geralmente consiste nos seguintes passos: 1. Simular a variável sentida, não a necessariamente a medida. Por exemplo, simula-se a milivoltagem do termopar e não a temperatura medida 2. Comparar os valores lidos com os valores pré- estabelecidos no relatório, conforme precisão do transmissor 3. Quando os valores lidos estiverem fora dos limites, ajustar o transmissor nos pontos de zero e de largura de faixa (span). Com os ajustes, a saída do transmissor deve ser igual a 20 kPa ou 4 mA cc para 0% da entrada e 100 kPa ou 20 mA cc, quando a variável assumir 100% do valor do processo. Os pontos intermediários devem seguir a curva de calibração, geralmente uma reta UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Calibração de Transmissores 4. Quando os valores estiverem dentro dos limites, finalizar o processo 5. Quando o transmissor não gera os sinais dentro dos limites, depois de um (ou dois, ou quantos o executante definir) ajuste, o transmissor está com problema e requer manutenção 6. Depois de qualquer manutenção, todo instrumento deve ser calibrado
  • 17. 17 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Calibração de Transmissores • Local da calibração: – Bancada – Campo • Tipo de calibração: – Convencional ou Molhada – A seco UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Calibração Convencional Necessária a simulação da variável Mais demorada Inclui sensor e circuito eletrônico Geralmente feita na bancada É necessária, em algum momento
  • 18. 18 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Calibração Convencional Calibrado em 0 - 100 in H2O A/D µ D/A 19.83 mA 100 in H2O UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Fiação Calibração Convencional Pressão
  • 19. 19 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Calibração a Seco O elemento sensor é contornado e não é necessária a simulação da variável Mais rápida Inclui apenas o circuito eletrônico Geralmente feita remotamente ou no local Deve sempre ser intercalada com a convencional UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Calibração a Seco
  • 20. 20 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Calibração a Seco (na área) UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores LD 301 - Smar
  • 21. 21 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores LD 301 - Smar • O sensor de pressão utilizado pelos transmissores inteligentes de pressão série LD301, é do tipo capacitivo (célula capacitiva). Onde: P1 e P2 são pressões aplicadas nas câmaras H e L. CH = capacitância medida entre a placa fixa do lado de P1 e o diafragma sensor. CL = capacitância medida entre a placa fixa do lado de P2 e o diafragma sensor. d = distância entre as placas fixas de CH e CL. ∆d = deflexão sofrida pelo diafragma sensor devido à aplicação da pressão diferencial DP = P1 - P2. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores LD 301 – Display
  • 22. 22 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores LD 301 – Display (Exemplo) UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Configuradores A Smar desenvolveu dois tipos de Configuradores para os seus equipamentos HART : Configurador HT2 (antigo) e Configurador HPC301 (atual).
  • 23. 23 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Configuradores Através dos configuradores HART , o firmware do LD301 permite que os seguintes recursos de configuração possam ser acessados: • Identificação e Dados de Fabricação do Transmissor; • Trim da Variável Primária – Pressão; • Trim de Corrente da Variável Primária; • Ajuste do Transmissor à Faixa de Trabalho; • Seleção da Unidade de Engenharia; • Função de Transferência para Medição de Vazão; • Tabela de Linearização; • Configuração do Totalizador; • Configuração do Controlador PID e Tabela de Caracterização da MV%; • Configuração do Equipamento; • Manutenção do Equipamento. As operações que ocorrem entre o configurador e o transmissor não interrompem a medição do sinal de pressão e não perturbam o sinal de saída. O configurador pode ser conectado no mesmo cabo do sinal de 4-20 mA até 2000 metros de distância do transmissor. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Programação – Ajuste Local O transmissor tem sob a placa de identificação dois orifícios, que permitem acionar as duas chaves magnéticas da placa principal com a introdução do cabo da chave de fenda imantada. É através das ações S e Z que se percorre a árvore de programação e se altera os parâmetros.
  • 24. 24 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Erro de largura de faixa (SPAN) Calibração ideal Saída Vazão ±0,5% valor medido 0 25 50 75 100 25 50 75 100 100,5% 99,5% UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Erro de zero Calibração ideal Saída Vazão ±0,5% fundo escala 0 25 50 75 100 25 50 75 100
  • 25. 25 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Programação – Ajuste Local Ajuste Local Completo O transmissor deve estar com o display conectado para que esta função seja habilitada. As funções disponibilizadas para o ajuste local são: • Corrente Constante; • Ajuste da Tabela de Pontos; • Unidade de Engenharia; • Limites de Segurança; • Trim de Corrente e Pressão; • Linearização; • Ativação da Totalização; • Mudança de Endereço; • e alguns itens da função Informação. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação Via Ajuste Local O ajuste local utiliza uma estrutura em árvore sendo que a atuação na chave magnética (Z) permite a rotação entre as opções de um ramo e a atuação na outra (S), detalha a opção selecionada. A Figura abaixo mostra as opções disponíveis no LD301.
  • 26. 26 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Operação – [OPER] Esta opção de ajuste se aplica ao LD301 configurado em modo Controlador. Ela permite comutar o estado do controle, passando de Automático para Manual e vice versa e ajustar o valor do Setpoint e da Variável Manipulada. A/M - Comuta o estado do controlador de Automático para Manual ou de Manual para Automático. As letras A e M no display indicam o estado. ▲SP - Incrementa o Setpoint até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 100%. ▼SP - Decrementa o Setpoint até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 0%. ▲MV - Incrementa a Variável Manipulada do PID até a chave de fenda imantada ser removida ou o limite superior da saída ser alcançado. ▼MV - Decrementa a Variável Manipulada do PID até a chave de fenda imantada ser removida ou o limite superior ser alcançado. SAVE - Grava o valor do Setpoint e o valor da Variável Manipulada na EEPROM do transmissor para usá-los quando o SP e MV forem solicitados. ESC - Retorna para o menu PRINCIPAL. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Sintonia – [TUNE] Esta opção de ajuste se aplica ao LD301 configurado em modo Controlador. Ela permite sintonizar a malha de controle, atuando sobre os termos Proporcional, Integral e Derivativo e alterar o modo de atuação do PID. ▲KP - Incrementa o ganho proporcional até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 100. ▼KP - Decrementa o ganho proporcional até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 0. ▲TR - Incrementa o tempo integral até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 999 minutos. ▼TR - Decrementa o TEMPO INTEGRAL até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 0 minuto. ▲TD - Incrementa o TEMPO DERIVATIVO até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 999 segundos. ▼TD - Decrementa o tempo derivativo até a chave de fenda imantada ser removida ou ser alcançado 0 segundos. ACT - Comuta a AÇÃO DIRETA para REVERSA ou REVERSA para DIRETA. O caractere mais à direita do alfanumérico do display indica o modo presente: D = Ação direta R = Ação Reversa SAVE - Grava as constantes KP, TR e TD na EEPROM do transmissor. ESC - Retorna para o menu PRINCIPAL.
  • 27. 27 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Configuração – [CONF] Este ramo da árvore é comum tanto para o modo Transmissor quanto Controlador. As funções de configuração afetam diretamente a corrente de saída 4-20 mA e a indicação do display. As opções de configuração implementadas neste ramo são: • Seleção da variável a ser indicada tanto para o Display1 quanto Display2. • Calibração, tanto do Transmissor quanto Controlador, para a sua faixa de trabalho. As opções Com Referência e Sem referência estão disponíveis. • Configuração do tempo de amortecimento do filtro digital de entrada do sinal de leitura. • Seleção da função de transferência a ser aplicada na variável medida. • Seleção do modo de operação do LD301: Transmissor ou Controlador. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Configuração – [CONF] LCD_1 - Ativa a função LCD_1, permitindo que com a atuação em (Z), se rotacione entre as variáveis disponíveis para o LCD_1. A variável desejada é ativada usando (S). ESCAPE deixa o display primário inalterado. LCD_2 - Inicia a seleção de variáveis para ser indicada como display secundário. O procedimento para seleção é o mesmo do DISPLAY_1, anterior.
  • 28. 28 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Configuração – [CONF] UNIT - Seleciona a unidade de engenharia para variáveis de processo e indicação de setpoint. ▲LRV - Incrementa o valor inferior até a chave de fenda imantada ser removida ou o limite superior para o valor inferior ser alcançado. ▼LRV - Decrementa o valor inferior até a chave de fenda imantada ser removida ou o mínimo valor inferior ser alcançado. ▲URV - Incrementa o valor superior até a chave imantada ser removida ou o máximo valor superior ser alcançado. ▼URV - Decrementa o valor superior até a chave de fenda imantada ser removida ou o limite inferior para o valor superior ser alcançado. ▲ZERO - Incrementa o valor de porcentagem relativo à pressão aplicada, acarretando uma diminuição do valor de pressão inferior (supressão de zero), até a chave de fenda ser removida ou o mínimo valor inferior ser alcançado. O span é mantido. ▼ZERO - Decrementa o valor de porcentagem relativo à pressão aplicada, acarretando o aumento do valor de pressão inferior (elevação de zero), até a chave de fenda ser removida ou o limite superior para o valor inferior ser alcançado. O span é mantido. ▲SPAN - Incrementa o valor de porcentagem relativo à pressão aplicada, acarretando uma diminuição do valor de pressão superior até a chave de fenda ser removida ou o limite inferior para o valor superior ser alcançado. O zero é mantido. ▼SPAN - Decrementa o valor de porcentagem relativo à pressão aplicada, acarretando o aumento do valor de pressão superior até a chave de fenda ser removida ou o máximo valor superior ser alcançado. ▲DAMP - Incrementa a constante de tempo do damping até que a chave de fenda imantada seja removida ou 32 segundos seja alcançado. ▼DAMP - Decrementa a constante de tempo do damping até que a chave de fenda imantada seja removida ou 0 segundo seja alcançado. Função Configuração [RANGE] Esta opção de ajuste se aplica ao LD301 configurado em modo Controlador. Ela permite sintonizar a malha de controle, atuando sobre os termos Proporcional, Integral e Derivativo e alterar o modo de atuação do PID. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Configuração – [CONF] Função [FUNCT] Seleção da função de transferência a ser aplicada à pressão medida. Ativando (Z), é possível circular entre as opções disponíveis conforme mostrado na tabela abaixo. Função Modo de Operação [MODE] Seleção do modo de operação do transmissor, conforme tabela:
  • 29. 29 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Totalização – [TOTAL] Este ramo da árvore é comum tanto para o modo Transmissor quanto Controlador. Os parâmetros de totalização são configurados via Configurador HART, por exigir uma interface homem máquina mais Elaborada. As funções disponíveis neste ramo estão diretamente relacionadas com o valor totalizado, que são: interromper ou retomar o processo de totalização e zerar o valor totalizado. TOTAL - Comuta a totalização de ON para OFF ou OFF para ON. RESET - Reseta a totalização. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Trim de Pressão – [TRIM] Este ramo da árvore é usado para ajustar a leitura digital de acordo com a pressão aplicada. O TRIM de pressão difere da CALIBRAÇÃO COM REFERÊNCIA, pois, o TRIM é usado para corrigir a medida e a CALIBRAÇÃO COM REFERÊNCIA relaciona apenas a pressão aplicada com o sinal de saída de 4 a 20mA. ZERO - Ajusta a referência interna do transmissor para ler 0 na pressão aplicada. ▲LOWER - Ajusta a referência interna do transmissor, incrementando o valor mostrado no display que será interpretado como o valor de Pressão Inferior correspondente à pressão aplicada. ▼LOWER - Ajusta a referência interna do transmissor, decrementando o valor mostrado no display que será interpretado como o valor de Pressão Inferior correspondente à pressão aplicada. ▲UPPER - Ajusta a referência interna do transmissor incrementando o valor mostrado no display e que será interpretado como o valor de Pressão Superior correspondente à pressão aplicada. ▼UPPER - Ajusta a referência interna do transmissor decrementando o valor mostrado no display e que será interpretado como o valor de Pressão Superior correspondente à pressão aplicada.
  • 30. 30 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Mensagens de Erro Quando o configurador Smar estiver comunicando com o transmissor, o usuário é informado sobre qualquer problema encontrado, através do auto diagnóstico. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Mensagens de Erro
  • 31. 31 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores TT301 - SMAR UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores EFEITO DA RESISTÊNCIA DOS CABOS I 1 2 1 2 V2 r1 r2 RTD I 1 2 r1 r2 RTD 3 4 V1 V2 I RTDV2 r1 r2 r3 r4 I=0 I=0 2 FIOS V2 = (RTD + 2r) . I r1 = r2 = r 3 FIOS V2 - V1 = ( RTD + r ) . I - ( r .I ) V2 - V1 = RTD . I r1 = r2 = r 4 FIOS V2 = RTD . I 1 2 3 4
  • 32. 32 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores MÓDULO DE ENTRADA - RTD Fonte de Corrente ConstanteI I I I r r r I=0 RTD 1 2 3 4 Impedância Alta Impedância Alta Leitura 1 Leitura 2 Auto Zero x Ganho 1 x Ganho 2 x Ganho 3 A/D Microprocessador Leitura 1 - Leitura 2 Leitura 1 = (RTD + r) . I Leitura 2 = r . I Leitura 1 - Leitura 2 = RTD . I ©edu 07/97 ©edu 07/97 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores ENTRADA DE TERMOPAR OU mV + - 1 2 3 4 1 2 3 4 + - TERMOPAR ÚNICO DIFERENCIAL H L
  • 33. 33 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores COMPENSAÇÃO DE JUNTA FRIA I1 2 3 4 Pt 100 Leitura 1 Auto Zero x Ganho 1 x Ganho 2 x Ganho 3 A/D CPU Pt 100 IEC TABELA C r TERMOPAR TABELA - 1 mV C TEMP. RAM C mV mV mV Tabela Termopar “x” TEMPERATURA UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Rotação da Carcaça, Parafusos e Trava da Tampa Parafuso de Trava da Tampa Parafuso de Trava da Carcaça
  • 34. 34 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores TENSÃO DE ALIMENTAÇÃO Vdc ÁREA DE OPERAÇÃO 12 20 30 40 45 CARGAEXTERNA(OHMS) 0 250 500 1000 1500 1650 4 -20 mA e Comunicação Digital Somente 4 - 20 mA UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação OFFON EXE TT 301 ON_LINE TRM_ÚNICO RET ON_LINE MULTIDROP * Este ítem fica disponível se o modo PID for selecionado. INFO Informação Tag Serviço Data da Modificação Folha de Dados RET CONF CONTR* TRIM MANUT ALARME RET Configuração Inferior Superior Unidade Damping Função Corte Burnout Display Sensor PID Lig./Desl. Fail_Safe RET Monitoração Saída mA PV% PV MV% Temperatura SP% SP Erro% Tempo RET Controlador Indicação Limite de Segurança Sintonia Modo de Operação Tabela_SP RET TRIM Corrente Leitura RET Manutenção Ident. Contador de Operações Senha Conf. de Nível Proteção da Escrita RET MONIT Alarme Reconhecimento Ação Nível RET
  • 35. 35 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação OFFON EXE TT 301 ON_LINE TRM_ÚNICO RET ON_LINE MULTIDROP INFO Informação Tag Serviço Data da Modificação Folha de Dados RET UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação - INFO INFO Tipo de Sensor Serviço (16 Caracteres) Mensagem (32 Caracteres) Indicador Local Faixa do Sensor Data Sheet TAG Data de Modificação (DD/MM/AAAA) ©edu 07/97 ©edu 07/97
  • 36. 36 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação OFFON EXE TT 301 ON_LINE TRM_ÚNICO RET ON_LINE MULTIDROP INFO Informação Tag Serviço Data da Modificação Folha de Dados RET CONF Configuração Inferior Superior Unidade Damping Função Corte Burnout Display Sensor PID Lig./Desl. Fail_Safe RET UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação - CONF Calibração ON EXECONF Unidade Damp Indicador PID VI Com Referência Com Referência Sem Referência Sem Referência VS RET RET 0 a 32s 1ª Var. 2ª Var. RET Corrente (mA) PV% PV (unid. eng.) Temp. (ºC) MV% SP% SP (unid. eng.) Tempo S/ ind. C F R K Função Linear Const. Ret Burnout Inf./Sup Sensor Hab./Des.
  • 37. 37 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores CONFIGURAÇÃO mV Ohm C F R K Unidades Filtro digital onde a constante de tempo pode ser ajustada entre 0 e 32s. Damping UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores CONFIGURAÇÃO Saída de Segurança BURNOUT Valor de Saída Programável no Caso de Falha do Sensor UPSCALE 21 mA DOWNSCALE 3.9 mA
  • 38. 38 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores CONFIGURAÇÃO - Indicação Local 100 C Alterna duas variáveis diferentes. Elas podem ser selecionadas como: PV,SP em unidade de engenharia ou % MV % ER % Corrente (mA) Temperatura Ambiente (ºC) Tempo UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação - Conf - Sensor ON EXESENSOR RTD OHM TC RET TIPO CONF. LVI LVS MIN UNID RET mV Especial 7 Tipos Ret 3 Tipos Ret 2 fios 3 fios 4 fios Dif. Ret 12 Tipos Ret 3 Tipos Ret 2 fios Dif. Ret TABELA X,Y - mV OHMs
  • 39. 39 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores SENSOR SENSOR RANGE mV SPAN MÍNIMO PRECISÃO DIGITAL mV -6 a -2 -2 a 22 -10 a 100 -50 a 500 -28 a 28 -110 a 110 0.40 2.00 10.00 0.40 2.00 ± 4 µV ± 0.02 % ou 2 µV 0.02 % ou 10 µV 0.02 % ou 50 µV 0.1 % ou 10 µV 0.1 % ou 50 µV mV Diferencial SENSOR RANGE OHM SPAN MÍNIMO PRECISÃO DIGITAL OHM Diferencial OHM 0 a 100 0 a 400 0 a 2000 -100 a 100 -400 a 100 1 4 20 1 4 0.02 % ou 0.01 Ω 0.02 % ou 0.04 Ω 0.02 % ou 0.20 Ω 0.08 % ou 0.04 Ω 0.1 % ou 0.2 Ω UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores SENSOR 2,3 ou 4 fios TIPO RANGE ºC RANGE ºF Cu10 GE Ni120 DIN Pt50 IEC Pt100 IEC Pt500 IEC Pt50 JIS Pt100 JIS B NBS E NBS J NBS K NBS N NBS R NBS S NBS T NBS J DIN K DIN S DIN T DIN -20 a 250 -50 a 270 -200 a 850 -200 a 850 -200 a 450 -200 a 600 -200 a 600 100 a 1800 -100 a 1000 -150 a 750 -200 a 1350 -100 a 1300 0 a 1750 0 a 1750 -200 a 400 -200 a 900 -200 a 1350 0 a 1750 -200 a 600 -4 a 482 -58 a 518 -328 a 1562 -328 a 1562 -328 a 842 -328 a 1112 -328 a 1112 212 a 3272 -148 a 1832 -238 a 1832 -328 a 2462 -148 a 2372 32 a 3182 32 a 3182 -328 a 752 -328 a 1652 -328 a 2462 32 a 3182 -328 a 1112 SPAN MÍNIMO PRECISÃO DIGITAL 50 5 10 10 10 10 10 50 20 30 60 50 40 40 15 35 60 40 50 ±1.0 ±0.1 ±0.25 ±0.2 ±0.25 ±0.25 ±0.25 ±0.5 ±0.2 ±0.3 ±0.6 ±0.5 ±0.4 ±0.4 ±0.15 ±0.35 ±0.6 ±0.4 ±0.5 RTD TERMOPAR
  • 40. 40 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores M SENSOR ESPECIAL Posição TT 301 OHM Ângulo (graus) 4 0 20 27.4 214 360 TT 301 OHM PESO (Kg) 0 47.4 314 512 -V +V FORÇA PESO PRESSÃO UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação SENSOR ESPECIAL Pressão Vazão Volumétrica Velocidade Volume Nível Massa Vazão de Massa VARIÁVEL inH20, inHG, ftH2O, mmH2O , mmHG, psi, bar, mbar, g/cm², kg/cm², Pa, kPa, Ton, atm. UNIDADES Densidade Outras Especial ft³/m, gal/m, l/min, Gal/m, m³/h, gal/s, l/s, Ml/d, ft³/d, m³/d, Gal/h, Gal/d, ft³/h, m³/m, bbl/s, bbl/m, bbl/h, bbl/d, gal/h, Gal/s, l/h, gal/d. ft/s, m/s, m/h gal, litro, Gal, m³, bbl, bush, Yd³, pé³, in³, hl ft, m, in, cm, mm grama, kg, ton, lb, Sh ton, Lton g/s, g/min, g/h, kg/s, kg/m, kg/h, kg/d, To/m, Ton/h, Ton/d, lb/s, lb/m, lb/h, lb/d SGU, g/m³, kg/m³, g/ml, kg/l, g/l, Twad, Brix, Baum H, Baum L, API, % Slow, % Solv, Ball cSo, cPo, ma, % 5 caracteres
  • 41. 41 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação OFFON EXE TT 301 ON_LINE TRM_ÚNICO RET ON_LINE MULTIDROP INFO Informação Tag Serviço Data da Modificação Folha de Dados RET CONF Configuração Inferior Superior Unidade Damping Função Corte Burnout Display Sensor PID Lig./Desl. Fail_Safe RET TRIM TRIM Corrente Leitura RET UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação TRIM TRIM Corrente Leitura RET RET20mA4mA ©edu 07/97
  • 42. 42 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação OFFON EXE TT 301 ON_LINE TRM_ÚNICO RET ON_LINE MULTIDROP INFO Informação Tag Serviço Data da Modificação Folha de Dados RET CONF TRIM Configuração Inferior Superior Unidade Damping Função Corte Burnout Display Sensor PID Lig./Desl. Fail_Safe RET TRIM Corrente Leitura RET CONTR* Controlador Indicação Limite de Segurança Sintonia Modo de Operação Tabela_SP RET UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores + + _ _ + _ VAPOR CONDENSADO I/P TIC TE Fonte de Alimentação PRODUTO CONTROLADOR VANTAGENS: - Economia de cabos; - Melhor imunidade a ruídos; - Economiza o controlador; - Maior confiabilidade (1 - um - instrumento a menos); - Menor tempo morto; - Maior precisão (não é necessário conversão A/D e D/A).
  • 43. 43 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores CONTR Sintonia TABELA_SP Árvore de Programação CONTROLE Indicação SP PV AUTO/MANUAL MV Limites de Segurança Saída de Segurança Taxa de Saída Limite Inferior Limite Superior RET KP TR TD RET Modo de Operação Direta/Reversa SP Tracking Power_ON Gerador de Setpoint RET RET Criar Editar RET UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação OFFON EXE TT 301 ON_LINE TRM_ÚNICO RET ON_LINE MULTIDROP INFO Informação Tag Serviço Data da Modificação Folha de Dados RET CONF TRIM Configuração Inferior Superior Unidade Damping Função Corte Burnout Display Sensor PID Lig./Desl. Fail_Safe RET TRIM Corrente Leitura RET CONTR* Controlador Indicação Limite de Segurança Sintonia Modo de Operação Tabela_SP RET Monitoração Saída mA PV% PV MV% Temperatura SP% SP Erro% Tempo RET MONIT
  • 44. 44 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação OFFON EXE TT 301 ON_LINE TRM_ÚNICO RET ON_LINE MULTIDROP INFO Informação Tag Serviço Data da Modificação Folha de Dados RET CONF TRIM Configuração Inferior Superior Unidade Damping Função Corte Burnout Display Sensor PID Lig./Desl. Fail_Safe RET TRIM Corrente Leitura RET CONTR* Controlador Indicação Limite de Segurança Sintonia Modo de Operação Tabela_SP RET Monitoração Saída mA PV% PV MV% Temperatura SP% SP Erro% Tempo RET MONIT MANUT Manutenção Ident. Contador de Operações Senha Conf. de Nível Proteção da Escrita RET UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação MANUTENÇÃO MANUT Cont_OperIdent Modelo Nº de Série RET RETModo_Segur Comunic. Ajuste Local Hab/Des. RET Configura os Níveis de Senha Conf_NívelSenha Nível_1 Nível_2 Nível_3 RET
  • 45. 45 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação OFFON EXE TT 301 ON_LINE TRM_ÚNICO RET ON_LINE MULTIDROP INFO Informação Tag Serviço Data da Modificação Folha de Dados RET CONF TRIM Configuração Inferior Superior Unidade Damping Função Corte Burnout Display Sensor PID Lig./Desl. Fail_Safe RET TRIM Corrente Leitura RET CONTR* Controlador Indicação Limite de Segurança Sintonia Modo de Operação Tabela_SP RET Monitoração Saída mA PV% PV MV% Temperatura SP% SP Erro% Tempo RET MONIT MANUT Manutenção Ident. Contador de Operações Senha Conf. de Nível Proteção da Escrita RET ALARME Alarme Reconhecimento Ação Nível RET UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores AJUSTE LOCAL JUMPERS MODO TRANSMISSOR MODO CONTROLADOR Tipo Simples Completo Ajuste Local Desab. Habilit. Tipo Ajuste Local Simples: Zero e Span Completo: Configuração Z - Move S - Ativa a função selecionada Simples: Operação e Totalização Completo: Operação, Sintonia Configuração e Total. Z - Move S - Ativa a função selecionada Tipo Ajuste Local
  • 46. 46 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores AJUSTE LOCAL - Modo Simples ZERO E SPAN SPAN ZERO 2 - Inserir a Chave Durante 2 Segundos 3 - Remova a chave 1 - Aplicar Sinal na Entrada UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação Ajuste Local - Modo Completo Display Normal Z Z Z OPER TUNE S S Operação Auto/Manual Setpoint Variavel Manip. Salvar Esc Sintonia Kp Tr Td Ação Salva Esc S Configuração Unit LCD_1 LCD_2 LRV URV ZERO SPAN Tipo de Sensor Modo de Op. Save Esc ZZ ESC S S Z S AÇÃO ROTACIONAZ CONF *BATCH Gerador ON/OFF Pause/Run Reset Time Esc * Se o modo Transmissor for selecionado, só o ítem CONF ficará disponível.
  • 47. 47 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação - Ajuste Local OPERAÇÃO - OPER S OPER Z BATCH S AÇÃO ROTACIONAZ Z ESC Z MV ESCA/M SP SAVE Z Z Z Z S S S S S ACK Z S UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores AJUSTE LOCAL - Configuração Completa s z s z s z s z s z Remova a chave Insira na ação Para ajuste fino remova e insira a chave novamente 100.0 URV 98.7 URV 59.7 URV 50.1 URV 100.0 URV Decrementa valor superior O valor começa a decrementar lentamente . . . e então rapidamente
  • 48. 48 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação - Ajuste Local BATELADA - BATCH S BATCH Z TUNE S AÇÃO ROTACIONAZ Z OPER Z RESET ESCSPGEN ON/OFF SPGEN Run/Pause TIME Z Z Z Z S S S S S TIME Z S UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores Árvore de Programação - Ajuste Local SINTONIA - TUNE TUNE Z Z ZZZZ S S S S S KP TR TD ACT SAVE ESC S S AÇÃO ROTACIONAZ Z S CONFBATCH Z
  • 49. 49 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁESPECIALIZAÇÃO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Simone Massulini Acosta Transmissores UNIT Árvore de Programação - Ajuste Local CONFIGURAÇÃO - CONF LCD-1 LCD - 2 LRV URV ZERO SENSOR S S S S S S S Z Z Z Z Z Z Z CONF Z ESC S S AÇÃO ROTACIONAZ Z TUNE SPAN Z MODE S Z Z SAVEESC S Z S