Exemplo de aplicação FF com controle de temperatura

Para essa aplicação usaremos o controle em cascata, que é uma técnica moderna de controle na qual são empregados dois controladores e o secundário ou escravo recebe seu setpoint do primário ou mestre. Essa técnica é usada para melhorar a rejeição a distúrbios e o desempenho do sistema, reduzindo as constantes de tempo de malha fechada. A Figura 12 ilustra o caso de controle de temperatura dentro de um vaso que contém uma substância aquecida com vapor. A vazão de vapor é controlada por uma válvula de controle cuja abertura varia a partir do sinal do controlador secundário.

São ilustrados controladores PID, mas a prática recomenda que o controlador secundário seja apenas proporcional, já que erros de offset não são importantes nessa etapa. Já o controlador primário, deve ser proporcional-integral para eliminar os erros de offset na variável final de controle, a temperatura.

O FF foi criado para permitir que mesmo controles em cascata em dois ou três níveis fossem implementados totalmente dentro dos instrumentos de campo. No exemplo acima são usados três instrumentos, um transmissor de temperatura (TT100), um transmissor de vazão (FT101) e uma válvula de controle (FCV101) em um mesmo segmento de rede FF H1. Na estratégia de controle, o controlador PID de temperatura é configurado usando um bloco de função do instrumento de medição de temperatura tendo a sua saída ligada com o setpoint do controlador de vazão, implementado, por sua vez, no instrumento de medição de vazão. São usados os blocos de função AI dos instrumentos de processo para disponibilização das variáveis medidas e um bloco de função AO para estabelecer o valor de abertura da válvula de controle. O barramento FF H1, usando os seus serviços de comunicação, será o responsável por transferir os dados entre os blocos de função localizados em instrumentos diferentes. O setpoint será definido na estação de supervisão ou interface homem-máquina, onde serão utilizados os serviços de comunicação do FF para a disponibilização de alarmes e tendências, e ainda eventuais reconfigurações.