Controle da malha de Vazão

A medida da posição atual da haste da válvula bem como a configuração do posicionador FY301 se dão por meio de um software proprietário dedicado da SMAR, o CONF401 e um equipamento utilizado como interface de comunicação entre um instrumento que trabalha com o protocolo HART (escravo) e um Desktop/Laptop (mestre), através da porta de comunicação USB, o HI321.

Para uma boa análise da malha de controle, é importante possuir alguma informação sobre o grau de atrito da válvula de controle, e como foi visto, uma maneira prática de obter isso é com a curva de assinatura da válvula. Assim, caso existam, é possível identificar os parâmetros S e J que representam a banda morta e o salto da haste da válvula devido ao agarramento, respectivamente.

O teste para obtenção da assinatura foi feito conforme a Figura 18, consistindo na aplicação de um sinal triangular (OP) com no mínimo três ciclos completos, variando de 0% a 100% com rampas de subida e descida de 20 segundos, para que seja possível garantir a excursão completa da haste da válvula de controle. A Figura 19 apresenta a assinatura da válvula, consistindo aqui na relação entre a referência em onda triangular e a posição da haste da válvula.

Uma breve análise da Figura 19, mostra que não é possível identificar o salto da haste da válvula (J) pela curva de assinatura, apenas o parâmetro S. Isso indica que a válvula está em um bom estado de conservação, fato da válvula ser nova. Embora os posicionadores não solucionem completamente os problemas que são gerados pelo agarramento, de certa forma minimizam seus efeitos. No entanto, podemos analisar o efeito da banda morta no desempenho do controle da malha de vazão.

A arquitetura de rede para o controle da malha de vazão na planta didática consiste basicamente em um computador que se comunica com o CD600 da SMAR, através da comunicação OPC, e para comunicação do CD600 com o medidor de vazão é usado o sinal de 4-20 mA + HART.

O software Matlab/Simulink(R) possui uma toolbox chamada OPC, a qual permite que se conecte esse ao servidor OPC da planta HART. O Simulink tem a facilidade de já possuir os blocos funcionais da interface OPC, bastando somente que seja configurado para utilizá-lo na comunicação. Nesta aplicação foram utilizados três blocos do OPC toolbox:

De acordo com a Figura 21, o bloco OPC Read se comunica com o controlador CD600 da planta para ler o valor atualizado da vazão (PV), que é a informação do sensor LD301, em seguida o compara com a referência (SP), fornecida a priori e gera um sinal de erro. O sinal de erro é transmitido para o bloco do controlador PI gerando um sinal de controle que é enviado para o CD600 através do bloco OPC Write que escreve o valor de abertura da válvula (MV).