Aula 12 atuadores e elementos finais
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Instrumentação Básica
Técnico Integrado Semestral
Período: 2012-1
Prof.: Guilherme P. Colnago
Aula 12
Atuadores e Elementos Finais
Assuntos
Válvulas de ControleVálvulas de Controle
VálvulasVálvulas
Outros Elementos FinaisOutros Elementos Finais
Elementos FinaisElementos Finais
ExperiênciasExperiências
Elementos FinaisElementos Finais
Assunto
Elementos FinaisElementos Finais de Controle
Dentro de uma malha de controle, são os elementos responsáveis pela atuação direta sobre os processos, recebendo o sinal de comando do controlador para corrigir o desvio do valor desejado (set point).
Elementos FinaisElementos Finais de Controle
Os Elementos finais também são conhecidos como “Atuadores”.Existe uma grande diversidade, pois são função da aplicação do processo e de suas particularidades.
Os tipos mais comuns são:
•Elétricos (Motorizados);
•Pneumáticos.
Ver animação de válvula Globo manual!
Elementos FinaisAtuadores
Um dos atuadores mais comuns nos processos industriais são válvulas.
Elementos FinaisAtuadores
Válvula pneumática (será analisada posteriormente).
Sede (orifício)
Obturador
Elementos FinaisAtuadores Motorizados
Válvula motorizada.
Elementos FinaisAtuadores Motorizados
Cartão de Comunicação (Field Bus) e configurador (PC).
Elementos FinaisAtuadores Motorizados
Rede atuadores motorizados.
Elementos FinaisAtuadores Pneumáticos
Válvula pneumática.
Elementos FinaisAtuadores Pneumáticos
Válvula de controle com posicionador eletropneumático.
Válvulas de ControlePosicionador
É considerado o principal acessório de uma válvula de controle. É um dispositivo que transmite a pressão de carga ao atuador, permi-tindo posicionar a haste no local determinado pelo controlador.
Elementos FinaisAtuadores
Na maioria dos casos este elemento final é uma válvula.Os tipos mais comuns de atuadores são:
•Bomba;
•Pistão;
•Inversores (controladores de velocidade);
•Motores elétricos;
•Servomecanismos.
Válvulas de Válvulas de ControleControle
Assunto
Válvulas de ControleAs válvulas de controle são dispositivos manuais ou automáticos. São usadas na restrição variável de um fluxo e se classificam confor-me o tipo de deslocamento.
Válvula pneumática Válvula elétrica
Válvulas de ControlePneumáticas: mais baratas e tempo de resposta mais rápido.Elétricas: para torque alto na haste ou falta ar comprimido.
Válvula pneumática Válvula elétrica
Válvulas de ControleClassificação quanto ao deslocamento
Linear
A peça móvel descreve um movimento retilíneo.
Ex.: válvula globo (gaiola) e diafragma.
Válvulas Globo
Válvulas de ControleClassificação quanto ao deslocamento
Rotativa
A peça móvel descreve um movimento de rotação.
Ex.: válvulas esfera e borboleta.
Válvula Borboleta
Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle
Existem três partes básicas:
•Atuador;
•Castelo;
•Corpo.
Válvula pneumática da
miniplanta Amatrol.
Sede (orifício)
Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle
AtuadorDá a força necessária para movimentar o obturador. O atuador de é classificado de acordo com seu deslocamento em relação à entra-da do sinal de ar. Pode ser direto ou indireto.
Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação
Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação
Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação
Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle
CasteloPermite a conexão do atuador ao corpo. Serve de guia da haste do obturador, acomodando a caixa de engaxetamento (gaxeta = anel de borracha usado para vedação na conexão de dois elementos). Pode ser: normal, aletado, alongado ou com foles de vedação.
Normal Aletado
Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle
Castelo
Alongado Com foles de vedação
Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle
Corpo
É a parte da válvula que entra em contato com o fluido, acomoda as sedes (orifícios) e acopla a válvula à linha de processo.
Pode ser classificado como de sede simples ou dupla.
Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle
Corpo
Válvulas de ControleOperação de uma Válvula Pneumática
Válvulas de ControleOperação de uma Válvula Pneumática
Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma Válvula
O desempenho de uma válvula depende da forma e do tipo de obturador utilizado, assim como o mesmo reduz a área da sede através do qual passa o fluido.
A característica de vazão de uma válvula demonstra a proporciona-lidade da variação da vazão do fluido em relação à variação do deslocamento da haste.
Existem três características de vazão:
•Linear;
•Abertura rápida
•Igual percentagem.
Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma Válvula
Abertura rápida ~ parábola com concavidade para baixo.Igual porcentagem ~ exponencial.
Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma Válvula
VálvulasVálvulas
Assunto
Válvulas de ControleFolha de especificação de uma Válvula de Controle
Válvulas de ControleFolha de especificação de uma Válvula de Controle
Válvulas de ControleVálvula Gaveta
Usadas para controle ON-OFF.
Características:•Abertura e fechamento lento;•Movimento linear; •Apenas para fluidos;
Acionamento:•Volante manual;•Redutor de engrenagens;•Atuador elétrico ou hidráulico.
Válvulas de ControleVálvula Globo (Gaiola)
Válvulas de ControleVálvula Esfera
Válvulas de ControleVálvula Borboleta e Guilhotina
Válvulas de ControleVálvula de Diafragma
Outros ElementosOutros Elementos
Assunto
Outros Elementos FinaisPSV (Pressure Safety and relief Valve) ou Válvula de Segurança)
Utilizadas como dispositivo de segurança,sendo acionados (abrindo) no caso da pressão ultrapassar o limite.
Não é usada no controle. Ver animação!
Cilindro pneumático
Outros Elementos Finais
Cilindro hidráulico
Outros Elementos Finais
Contatores e Relés
Outros Elementos Finais
Motores
Outros Elementos Finais
ServomotorMotores com realimentação para auto-posicionamento.
Outros Elementos Finais
Aquecedores, Resfriadores (Chiller) e Caldeiras
Outros Elementos Finais
Outros
Ventosa
Motor de passo
Outros Elementos Finais
ExperiênciasExperiências
Assunto
Operar válvula da miniplanta Amatrol (5ª exp. material avulso):
•Planta de processos; e/ou
•Planta térmica.
Experiências