Este documento resume os principais conceitos de instrumentação industrial. Ele define instrumentação como a ciência que estuda, desenvolve e aplica instrumentos de medição e controle de processos industriais. Explora os componentes chave da instrumentação, incluindo transmissores, controladores, e elementos finais de controle, e como eles trabalham juntos para monitorar e controlar variáveis como pressão, temperatura e vazão.

1. UNIVESIDADE TIRADENTES - UNIT
EGENHARIA MECATRÔNICA
DANILO DE JESUS
GUSTAVO BRUNO
GUSTAVO FABRICIO
HAIANE ARAÚJO
IASMIN BITENCOURT
INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
ARACAJU - SE, 2014

2. DANILO DE JESUS
GUSTAVO BRUNO
GUSTAVO FABRICIO
HAIANE ARAÚJO
IASMIN BITENCOURT
LUCAS SOUSA
INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
Trabalho apresentado como requisito parcial para
obtenção de aprovação na disciplina Introdução a
engenharia, no Curso de Engenharia mecatrônica,
na Universidade Tiradentes.
Prof. Alex Viana Veloso
ARACAJU - SE, 2014

3. RESUMO
Apresenta informações básica sobre a instrumentação industrial. O
objetivo é disponibilizar e descreve sua definição e finalidade, funcionamentos,
execução área de atuação. O trabalho foi desenvolvido através de pesquisas
teórica.
Palavras-chave: instrumentação. controle. processos.

4. SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................4
2. DEFINIÇÃO.....................................................................................................5
3 TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO.......................................................................6
4.CONTROLE DE PROCESSO .........................................................................7
5.ELEMENTO FINAL DE CONTROLE...............................................................7
6. CONCLUSÃO.................................................................................................8
REFERÊNCIAS...................................................................................................9

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1-INTRODUÇÃO
Nos primórdios do controle de processos, os indicadores, os elementos de controle
assim como as válvulas eram monitorados por um operador que passava em todas
as malhas de controle e ajustava a abertura ou fechamento das válvulas para obter
a variável (temperatura, pressão, vazão, etc.) desejada.
Com o surgimento de instrumentos pneumáticos na década de 1940 de transmissão
e controle foi possível a monitoração e controle de forma automatizada. O operador
já não precisava mais abrir ou fechar todas as válvulas manualmente. Isto reduziu o
tempo que os operadores necessitavam para monitorar o processo.
Inicialmente os controladores eram instalados próximos ao transmissor e à válvula
de controle que pertenciam a sua malha de controle.
Com o avanço da eletrônica nos anos de 1950 e 1960, foi possível a construção de
instrumentos eletrônicos para a substituição dos pneumáticos. A partir de 1970
iniciou-se a fabricação destes instrumentos. Inicialmente o sinal de entrada e saída
destes equipamentos não eram padronizados. Cada fabricante desenvolvia o seu
padrão. Em busca da padronização posteriormente se padronizou este sinal em um
sinal de corrente que variava de 4 a 20 mA (com incrementos de 4 mA entre cada
faixa de valor, totalizando cinco faixas, criando uma equivalência com a escala de
psi) e alimentação elétrica de 24 VDC para transmissores e posicionadores, com
casos especiais utilizando-se 110 VAC. Aos poucos as plantas industriais migraram
para o controle se utilizando de equipamentos eletrônicos, o que reduziu os custos
de manutenção devido a robustez destes equipamentos e por estes não possuírem
partes mecânicas, como nos instrumentos pneumáticos. Também foi possível
aumentar a precisão das medições o que melhorou o controle das malhas.
A próxima evolução da Instrumentação, ocorreu com o surgimento da computação.
Com o elevação da complexidade dos processos industriais, a necessidade de mais
processamentos e de mais malhas de controle, tornava-se inviável ter centenas de
malhas de controle utilizando-se de instrumentos discretos, pois cada instrumento
está sujeito a falhas e necessita de manutenção.

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2-DEFINIÇÃO
Instrumentação é definida como “a ciência que estuda, desenvolve e aplica
instrumentos de medição e controle de processos”.1
A instrumentação é utilizada para se referir à área de trabalho dos técnicos e
engenheiros que lidam com processos industriais (técnicos de operação,
instrumentação, engenheiros de processamento, de instrumentação e de
automação), mas também pode estar relacionada aos vários métodos e técnicas
possíveis aplicadas aos instrumentos.
Para controlar um processo industrial (independentemente de qual seja o produto
fabricado ou a sua área de atuação) é necessária a medição e o controle de uma
série de variáveis físicas e químicas; para isso, é utilizada a instrumentação. O
engenheiro que desenvolve, projeta e especifica os instrumentos que realizam estas
medições é o engenheiro de instrumentação.
A instrumentação é relacionada com os seguintes equipamentos:caldeira, reator
químico, bomba centrífuga, coluna de destilação, forno, queimador industrial,
refrigerador, aquecedor, secador, condicionador de ar, compressor, trocador de calor
e torre de resfriamento.
Elementos de medição
Um instrumento é um dispositivo que é utilizado para medir, indicar, transmitir ou
controlar grandezas características de sistemas físicos ou químicos.
As variáveis medidas são praticamente todas as variáveis mensuráveis relacionadas
com as ciências físicas. A tabela exibe algumas variáveis que podem ser
controladas com a instrumentação:
Variáveis de medição
pressão vazão nível temperatura
densidade condutividade Ph viscosidade
Corrente elétrica Vibração mecânica resistência Tensão elétrica
Nas indústrias de processo as variáveis de temperatura, pressão, vazão e nível são
as principais variáveis (delas podemos obter muitas outras). Um instrumento pode
ser visto simplesmente como um aparelho que ao receber um estímulo na “entrada”
produz uma “saída”. Por exemplo, se colocarmos uma termorresistência num meio

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quente, ela faz variar uma grandeza qualquer de saída. No caso da
termorresistência a sua “saída” é um valor de resistência elétrica.
3-TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO
O transmissor, converte uma variável física ou química, em outra de mais fácil
mensuração. Este é responsável em encaminhar o sinal de saída do elemento de
medição (entende-se como o valor medido da variável de processo), até o
instrumento controlador da malha de controle. Este instrumento pode ser físico (um
controlador em um painel na sala de controle) ou virtual (através de um sistema
supervisório). O transmissor pode ser fabricado no mesmo invólucro do elemento de
medição em alguns casos. Os sinais de transmissão padronizados típicos são
apresentados a seguir:
Sinais Analógicos Sinais Digitais
pneumático Corrente elétrica(mA) Tensão elétrica Protocolo HART
3-15 psi 4-20 mA 1-5 V Modbus
0-5 V Foundation Fieldbus
0-10 V Profibus
Esta padronização do sinal é feita para reduzir custos de projeto e se ter
instrumentos intercambiáveis.
O sinal de um transmissor é enviado até o sistema de controle onde será
recepcionado por um instrumento que decodifica o sinal e o converte em unidade de
engenharia, facilitando a leitura do sinal para uma linguagem que o operador
entenda sem realizar conversões ele próprio. Exemplo: um transmissor de pressão
envia um sinal de 8 mA para um instrumento receptor que efetua a conversão de 8
mA para uma unidade de engenharia, que neste caso será 2Kgf/cm2. Os
instrumentos de recepção podem ser:
Instrumentos de controle e alarme
 Controlador
Instrumentos de indicação e registro
 Indicador
 Registrador

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Instrumentos de conversão entre sinais (Transdutores)
 Conversor de corrente para pressão (I/P)
 Conversor de pressão para corrente (P/I)
 Conversor de tensão para corrente (V/I)
 Conversor de tensão para pressão (V/P)
4-CONTROLE DE PROCESSO
Controlar um processo industrial pode tanto parecer simples como pode ser bastante
complicado, dependendo da complexidade do comportamento do sistema a ser
controlado, ou seja, do Sistema de Controle.
Os instrumentos estão ligados a um sistema de controle, o qual analisa a medição
enviada pelo instrumento. A resposta programada no sistema de controle vai atuar
nos dispositivos de controle inseridos no processo. Este ciclo de atualização dos
valores das variáveis manipuladas, medida dos valores das variáveis controladas
para se gerar a resposta adequada é a forma mais simples de descrever os
conceitos associados ao controle de processos.
Os dispositivos de controle utilizados são normalmente considerados como parte
integrante da instrumentação, e podem ir desde os mais simples CLPs até aos já
mais avançados DCSs. As entradas nestes dispositivos podem variar desde um
pequeno número de variáveis medidas, até a ordem dos milhares.
O controlador recebe o sinal padrão do transmissor. Executa cálculos com o sinal, o
set-point (valor desejado da variável medida), parâmetros como o clássico PID
(Proporcional, Integral e Derivativo), ou até algoritmos complexos e inteligentes
envolvendo redes neurais. Controladores podem ser pneumáticos,
elétricos/eletrônicos ou microprocessados utilizando redes de comunicação.
5-ELEMENTO FINAL DE CONTROLE
O elemento final de controle é o instrumento responsável por corrigir a variável
medida, baseado no resultado do cálculo realizado pelo controlador. Considera-se
então que a variável está controlada.
São exemplos de elementos finais de controle: válvulas, motores etc.

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Podem ser simples como uma válvula solenoide (digital) ou altamente complexos e
custosos como posicionadores (analógicos).
6-CONCLUSÃO
Em virtude dos fatos mencionados, entende-se que a Instrumentação é a ciência
que cria e desenvolve instrumentos de medição e controle para processo de
fabricação de um produto independente de qual seja ele. Com um mercado cada vez
mais automatizado e a busca cada vez maior por qualidade dos produtos, a
instrumentação está presente trazendo o conhecimento para que o profissional
desta área possa aplicá-los afim de alcançar as metas e melhorar o seu processo.
Ao final desta pesquisa percebe-se que os tópicos apresentados são apenas uma
pequena parte deste vasto mundo de controle das variáveis de processo as quais
estão presentes até mesmo nas residências e são indispensáveis para o sistema
produtivo de muitas plantas e processos.

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REFERÊNCIAS
BEGA,Egidio A. Instrumentação Industrial. [S.l.]: Interciência, 2006. 583 p.
28/05/2015, Aracaju - SE.
Instrumentação,8° edição, Marco Antônio Ribeiro. 28/05/15, Aracaju - SE.
nait. informação acessada na página da internet em 15/05/2015, endereço
eletrônico: http://www.nait.ca/program_home_15626.htm. 28/05/2015, Aracaju - SE.