Projeto de controlador PID para controle de temperatura e implementação de técnicas para otimização dos resultados.

Abstract

O controle de temperatura é essencial em diversos processos industriais para garantir a segurança e a qualidade. Neste trabalho, tem-se como objetivo projetar e aplicar um controlador de temperatura em um sistema. O conteúdo deste trabalho foi utilizado na escrita de um artigo apresentado no Congresso Brasileiro de Automação (CBA). O controlador foi projetado para uma planta térmica, na qual se conhecem apenas suas entradas e saídas. O método da curva de reação e o método de Smith foram utilizados devido à sua facilidade de implementação e adequação à planta proposta. A partir deles, obtiveramse os parâmetros do controlador PID projetado pelo método de Ziegler-Nichols. Com esse método, obtiveram-se múltiplos controladores, que foram implementados e analisados para atestar a eficiência das técnicas de análise da curva. Posteriormente, métodos anti-windup foram aplicados para otimizar os resultados do melhor controlador obtido, e novos testes foram realizados para validar a eficiência do controlador final projetado. Os resultados obtidos mostram que o método de Smith gera parâmetros com melhores resultados para a planta, em comparação ao método da reta tangente, o qual é sujeito a erros devido ao ruído e à interpretação dos dados. Os controladores PI desenvolvidos pelo método de Smith apresentaram um sobressinal de 6,29% e um tempo de acomodação de 1% de erro de 17,23 minutos. Este mesmo controlador foi novamente aplicado com o auxílio de técnicas anti-windup, e apresentou um sobressinal médio de 0,36% e um tempo de acomodação médio, considerando 1% de erro, de 8,21 minutos. Os métodos de Smith e anti-windup apresentados demonstraram melhores resultados, como a quase eliminação do sobressinal e a aceleração no tempo de acomodação do sistema. Os resultados obtidos atestam a eficiência dos métodos propostos, além de ressaltar a importância dos métodos escolhidos para alcançar os resultados obtidos.