Controle preferencial

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– Proteção de Equipamento
– Estruturação de Variáveis
– Instrumentação redundante		 Avança para próximo tópico

O controle preferencial, ou controle seletivo, ocorre quando mais de uma variável de processo é levada em conta em uma estrutura de controle que só possui uma única forma de atuação (uma MV para mais de uma PV). Se o controlador é monovariável, então ele deve decidir, em cada momento, qual das PV’s irá considerar para o cálculo da ação de controle. Algumas aplicações para esta estratégia, são:

  • Proteção de equipamento
  • Estruturação de variáveis
  • Instrumentação redundante

Proteção de Equipamento

Além da variável controlada principal, uma restrição é imposta a uma outra PV que também é afetada pela mesma ação de controle. Então temos duas PV’s manipuladas por um único atuador de processo, e o controle seletivo deve ser empregado.
No exemplo ilustrado pela figura abaixo, o controle de vazão na saída do compressor (FIC) é mestre do controle de velocidade da turbina (SIC). Porém, por motivo de segurança, a pressão na saída do compressor deve ser limitada. Este limite é determinado por um controlador PI (PIC) cujo SP é a pressão máxima admissível. O seletor compara a saída dos controladores e envia o menor valor para SIC. Em operação normal, a saída de PIC estará em 100% (PV2 longo tempo abaixo do SP). Mas, caso a pressão cresça e exceda SP, a saída começará a decrescer, limitando a velocidade da turbina. Ou seja, o papel de PIC é determinar o limite superior para a saída de FIC.

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Estruturação de Variáveis

Alguns intertravamentos automaticamente desligam um processo. Nível muito alto no condensado de uma torre de destilação, por exemplo, automaticamente desliga sua alimentação causando uma parada na produção. Uma forma de minimizar esta ocorrência é limitar a atuação de malhas de controle adjacentes de forma a priorizar a variável que causa a parada da planta. No caso da coluna, existem duas malhas de controle, uma para a vazão de alimentação e outra para o nível. Se o controle de nível não for capaz de evitar a ocorrência de nível alto, é mais interessante interferir na vazão de a alimentação, limitando-a, do que permitir a parada da planta. A implementação desta estratégia é mostrada na Figura abaixo.

Primeiramente é estabelecido um valor de referência para o nível alto (PVmáx). E, baseado nesta referência e no valor atual do nível (PV), é calculado um valor de limitação para a vazão de entrada (Lim). O valor de “Lim” é então usado num comparador de “menor que” com a saída do controlador FIC. A saída de FIC, portanto, é um valor que fica limitado na faixa de 0 a “Lim”. O cálculo deve ser realizado de maneira que só efetive uma limitação (Lim<100) quando a PV ultrapassar o valor de referência. Para exemplificar, para uma referência de 75%, temos:

  • nenhuma limitação (Lim > 100) se o valor da PV for menor que 75%;
  • limitação proporcional (0 < Lim <100) se o valor da PV for maior que 75%. Se, por exemplo, PV é igual a 90% então Lim=(100-90)*(100/(100-75))=40 e a saída de FIC ficará limitada a faixa de 0 a 40%;
  • corte na vazão de entrada (Lim=0) se o valor da PV for máximo (100%).

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Instrumentação redundante

Nesta aplicação o objetivo é utilizar medições redundantes para aumentar a segurança contra falha em sensores. Neste exemplo, o sinal a ser enviado para o controlador é o maior entre duas medições realizadas (decisão pelo pior caso).

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