Caro leitor, se você tem curiosidades sobre a automação e possui uma certa “quedinha” por ela, temos algo para lhe dizer…
Primeiramente: te entendemos completamente e estamos nessa com você! Em segundo: você caiu de paraquedas no lugar certo.
Neste artigo, você vai aprender sobre ações de controle básicas.
E se você não tem a menor ideia sobre o que é isso, não há com o que se preocupar! É nosso dever levar a você informações que agreguem ao seu perfil profissional e à sua realidade industrial!
E caso você goste deste texto e queira conhecer outros tão bons quanto, vasculhe o nosso blog!
Aqui, oferecemos produtos industriais de qualidade e trazemos conteúdos diversos que são relacionados à indústria, como sobre automação, gestão, engenharia, tecnologias em geral e muito mais.
Agora, fique com mais um texto sobre automação industrial!
Introdução ao assunto: o que é ação de controle
Um controlador automático exerce diversas funções, entre as quais está a de comparar o valor real da grandeza de saída de processo (como a grandeza está naquele momento) com aquele valor de referência (valor desejado, que inserimos em um IHM, por exemplo).
Essa diferença entre o estado da grandeza e como a queremos, é chamado de desvio.
O controlador, então, além de determinar o desvio, também produz um sinal de controle que vai atuar sobre algum dispositivo (atuador de válvula, queimador industrial, compressor, etc), a fim de reduzir esse desvio a zero ou a um valor pequeno.
Resumidamente, o objetivo de um controlador pode ser resumido a:
- Minimizar a resposta em regime permanente;
- Minimizar o tempo de estabilização (alterar);
- E alterar a resposta transitória de forma que minimize o sobressinal (overshoot).
Já a maneira pela qual o controlador automático produz o sinal de controle é chamado de ação de controle.
Conheça o diagrama de blocos e o fluxo de sinais
O diagrama de blocos é fundamental neste momento. Ao visualizá-lo, você deixa de enxergar as ações de controle como algo abstrato.
Com o diagrama de blocos, fica claro que:
- O controlador não “adivinha” o processo — ele reage ao erro;
- Toda ação de controle depende da qualidade da medição (sensor);
- Atrasos, ruídos e dinâmica do processo impactam diretamente o desempenho;
- O sistema funciona de forma contínua, ajustando-se em tempo real.
Veja, abaixo, o modelo de um sistema de controle:
Cada um desses blocos e descrições representa algo essencial para a automação industrial.
Vamos abordar um a um?
- Sinal de referência — R(s)
O R(s) representa o valor desejado para o sistema, também chamado de setpoint.
Em uma aplicação industrial, pode ser:
- pressão desejada em uma linha
- temperatura de um forno
- velocidade de um motor
Esse sinal é a “meta” que o sistema tenta atingir continuamente.
- Comparador e geração do erro — E(s)
O sinal de referência entra em um ponto de soma (com sinais “+” e “–”), onde é comparado com o sinal de realimentação.
O resultado dessa comparação é o já mencionado ERRO. O erro, portanto, é a diferença entre o valor desejado e o valor medido.
Acredite: esse é o sinal mais importante do sistema, pois é a partir dele que o controle atua.
- Controlador — Gc(s)
O bloco Gc(s) representa o controlador, responsável por transformar o erro em uma ação de controle. Então, estamos falando que na prática o controlador vai atuar sobre um cilindro pneumático, atuador de válvula, queimador, compressor, inversor de frequência, entre outros dispositivos que podem exercer a função de atuadores.
Na prática industrial, isso é implementado em um CLP (Controlador Lógico Programável) ou controlador dedicado.
E aqui entram as ações de controle que vamos discutir adiante, tais como:
- proporcional (P)
- integral (I)
- derivativa (D)
A saída deste bloco é o:
- Sinal de controle U(s)
- Amplificador — Gg(s)
O bloco Gg(s) representa um estágio de ganho, responsável por adequar o nível do sinal de controle, gerando o sinal amplificado F(s)
Na prática, isso pode representar:
- estágio eletrônico de potência
- interface de acionamento
- condicionamento de sinal para atuadores
- Atuador — Ga(s)
O bloco Ga(s) converte o sinal elétrico em ação física no processo, e a saída é a variável manipulada M(s).
Trazendo mais alguns exemplos industriais típicos, temos:
- inversor de frequência controlando a rotação de um motor
- válvula de controle ajustando vazão
- damper controlando fluxo de ar
Precisa de atuadores e válvulas confiáveis para garantir controle preciso nos seus processos industriais?
- Inserção de perturbação — D(s)
Antes de entrar no processo, o sistema recebe um distúrbio D(s), somado à variável manipulada.
Esse ponto é crítico, pois ele tira toda a “magia” da teoria e insere no sistemas algumas condições indesejáveis que só o caos do cenário real pode aplicar. As perturbações podem ser várias, tais como:
- variações de carga
- mudanças na matéria-prima
- oscilações de temperatura ambiente
- flutuações de pressão na rede
O controle existe justamente para compensar esses efeitos.
- Processo ou planta — Gp(s)
O bloco Gp(s) representa o sistema físico que está sendo controlado.
A saída desse bloco é a Variável controlada C(s)
Entre os exemplos que podemos trazer, estão:
- temperatura de um trocador de calor
- nível de um tanque
- velocidade de uma esteira
- Sensor — Gs(s) e realimentação
Veja que a variável controlada não retorna diretamente ao comparador. Antes, ela vai para o bloco Gs(s), que representa o sensor ou sistema de medição.
Esse bloco pode incluir:
- transmissor de pressão, transmissor de temperatura ou transmissor de vazão
- conversão de sinal (4–20 mA, digital, etc.)
- possíveis atrasos e erros de medição
O sinal medido retorna ao comparador, fechando a malha.
Direcionamento ao segundo texto
Se você gostou deste artigo, saiba que você ainda tem muito o que aprender e temos muito a disponibilizar!
O nosso segundo artigo dessa sequência pode ser encontrado no nosso blog e é super importante que você o leia para complementar as suas ideias acerca das ações de controle básicas.
Quer elevar o nível de controle e automação da sua operação industrial?
FAQ – Ações de controle na automação industrial
1. O que é ação de controle na automação industrial?
É a forma como o controlador gera um sinal de controle para reduzir o erro entre o valor desejado e o valor real do processo.
2. Qual a função do controlador em um sistema automatizado?
Comparar o setpoint com a variável medida e ajustar atuadores para manter o processo estável e dentro das condições desejadas.
3. O que é uma variável manipulada?
É a variável ajustada pelo sistema de controle para corrigir o processo, como vazão, velocidade, pressão ou temperatura.
4. Por que sensores são importantes em sistemas de controle?
Porque fornecem as informações reais do processo ao controlador, permitindo decisões automáticas e ajustes em tempo real.
