Sistemas de Controle

Um sistema de controle se refere à utilização de métodos para ajustar o fluxo de energia da entrada para a saída de um sistema ou processo de modo a atender os critérios de performance desejados. São divididos em sistemas de controle de malha aberta e sistemas de controle de malha fechada.

Um sistema de controle em malha aberta é aquele cuja saída não possui nenhuma influência sobre a entrada, representada no esquemático da Figura 13 pela Referência. Tal sistema possui vantagens como: ser mais barato, por exigir menos componentes; e apresentar maior facilidade na construção e implementação, não demostrando problemas de estabilidade. Porém, os erros causados por distúrbios e mudanças na calibração podem gerar uma resposta diferente da esperada, requerendo regulação periódica.

No caso do sistema de nível (em malha aberta) com a estação MPS-PA a referência estará sendo aplicada (um degrau, por exemplo) na bomba ou na válvula, sendo esses os atuadores. Isso será necessário para a obtenção do modelo do processo, conforme já estamos trabalhando.

Os sistemas de controle em malha fechada (Figura 14) tem sua saída continuamente monitorada por um sensor de forma a realimentá-la de volta àa entrada. O valor real da saída é subtraído do valor de referência, resultando em um sinal de erro, que será processado pelo controlador para gerar um sinal de controle que tem por objetivo minimizá-lo.

Em ambientes industriais, na maioria dos processos, utiliza-se o controle em malha fechada por possuir uma menor sensibilidade a distúrbios, ser mais preciso na comparação dos valores desejados e reais e ser menos sensível na variação das características dos componentes, apesar da perda de ganho e possibilidade de instabilidade.

Anteriormente, foi mencionado que há duas formas de fazer a comunicação com a estação MPS-PA: por meio de um CLP ou por meio de uma interface entre os sinais da estação e um computador. A estratégia de controle e a aquisição de dados serão implementadas no Matlab/Simulink (Matlab e Simulink), ou seja, através de uma interface de comunicação (comunicação OPC) com o EasyPort. Desta forma, há a necessidade de implementar as ações de controle, então deverá ser criado o algoritmo do controlador (como será visto mais adiante, foi utilizado um PI), no entanto isso não se torna uma tarefa difícil, pois o Simulink dispõe de diagramas de blocos que tornam mais fácil a implementação.

Para todos os testes que faremos a seguir, foi configurado no Matlab/Simulink um período de amostragem de 0.5 segundos, isso significa que o software irá requisitar um dado de leitura do sensor ultrassônico que está medindo o nível a cada 0.5 segundos. Esses dados do sensor serão salvos, tornando possível o acesso posteriormente.