Retrofit de uma planta didática de controle de nível.

Abstract

O controle do nível de líquidos em tanques está presente em diferentes processos industriais e permite manter o sistema operando dentro das condições estabelecidas. Em ambientes de ensino, plantas didáticas possibilitam observar, de forma prática, o comportamento desses processos e a aplicação de estratégias de automação e controle. Apresenta-se neste trabalho o retrofit de uma planta didática portátil composta por dois tanques de acrílico dispostos verticalmente. Antes da intervenção, o funcionamento da planta era baseado principalmente em sensores e acionamentos digitais, limitando a medição contínua do nível e a variação da velocidade da bomba. Para ampliar as possibilidades de utilização do equipamento, foram integrados ao sistema uma sonda hidrostática de nível com saída analógica e um inversor de frequência Altus AD700. A programação foi desenvolvida no software TIA Portal, incluindo a leitura e o escalonamento do sinal analógico, a definição do nível desejado pelo operador em uma IHM, o acompanhamento da variável de processo e o controle da velocidade da bomba. O controle de nível do tanque superior foi implementado em malha fechada por meio de controladores PI e PID, com parâmetros obtidos pelo recurso de autocalibração do CLP. Os testes de calibração relacionaram o sinal recebido pelo controlador à altura da coluna de água. Nos ensaios de funcionamento, o sistema acompanhou as alterações do valor de referência e respondeu às perturbações provocadas pela abertura da válvula de saída, ajustando automaticamente a velocidade da bomba para recuperar o nível estabelecido. A Interface Homem-Máquina também permitiu visualizar o nível medido, o valor de referência e a atuação do sistema de controle. Os resultados demonstram que o retrofit ampliou os recursos da planta didática, permitindo a realização de atividades relacionadas à instrumentação analógica, à programação de controladores, à supervisão de processos e ao estudo experimental de estratégias de controle de nível.