Controle de nível de dois tanques acoplados com implementação de controle proporcional e integral em controladores lógicos programáveis.

Abstract

Neste trabalho, foi desenvolvido o controle de nível de dois tanques acoplados com implementação de controle proporcional integral (PI), programado em Ladder, utilizando controlador lógico programável (CLP), modelo Training Box Duo TB131 da Altus. O nível do tanque inferior (tanque 1) deveria ser mantido numa faixa pré-estabelecida, enquanto o tanque superior (tanque 2) se comportava como distúrbio, não sendo necessário fazer o controle de seu nível. Os parâmetros proporcional integral (PI) do controlador foram obtidos por meio do experimento da Curva de Reação por Ziegler-Nichols. Foi desenvolvido um Sistema de Aquisição e Supervisão de Dados (SCADA), por meio do software ELIPSE E3, para leitura e registro dos níveis dos tanques, havendo alarmes que indicavam dois eventos pré-configurados: nível baixo e nível alto no tanque 1. Além disso, foi configurado um banco de dados em Access que permitiu consultar o histórico dos níveis, podendo exibir e, também, exportar para vários formatos um relatório da consulta. Definiu-se um ponto de operação manualmente e, após entrar em regime permanente, foi enviado um degrau com acréscimo de 10% do valor do fundo de escala. Foram feitos ensaios para determinar os pontos de operação em cada tanque, além de cálculos para obtenção do ponto de inflexão, seu instante, valor da derivada e altura no ponto. Com base na curva de reação do sistema, determinou-se L (atraso da resposta), T (constante de tempo) e K0 (ganho direto do sistema). A partir das três constantes, obtiveram-se os parâmetros PI do controlador para alcançar um amortecimento particular na resposta em malha fechada e também a função de transferência aproximada do sistema. Finalmente, a programação foi desenvolvida em Ladder com os parâmetros PI encontrados e a saída do sistema pôde ser observada em tempo real por meio do Sistema de Aquisição e Supervisão de Dados (SCADA) desenvolvido.