Associação de atuadores por divisão de faixa
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É uma estrutura de controle onde dois atuadores são manipulados por um mesmo controlador monovariável.
A atuação é não-simultaneamente, ou seja, cada hora um atuador é acionado dependendo da faixa de operação em que a saída do controlador está operando. Alguns exemplos de aplicação:
- Controle de temperatura por troca de calor, onde se manipula um fluido para resfriamento e outro para aquecimento;
- Controle de vazão de ar em duto com ventilador conjugado com válvula. Em vazões baixas a variável manipulada é a abertura da válvula, enquanto que em vazões altas manipula-se a velocidade de rotação do ventilador;
- Controle de vazão de líquido em sistema de bomba conjugado com válvula. Em vazões baixas a variável manipulada é a abertura da válvula, já em vazões altas manipula-se a velocidade de rotação da bomba;
- Solução de problemas de rangeabilidade empregando dois atuadores e manipulando um de cada vez.
Um exemplo clássico é o controle de temperatura de um reator de jaqueta por meio de dois fluidos, um frio (sinal MV1) e um quente (sinal MV2).
Considerando que a função de transferência do processo é similar para os dois fluidos, a saída do controlador (CO) é dividida em duas partes por um Divisor de Faixa. Para a saída entre 0-50% tem-se o sinal variando de 100-0% e o sinal MV2=0%. Já para uma saída entre 50-100%, tem-se MV1 igual a 0% e a MV2 variando de 0-100%.
A implementação da divisão de faixa pode ser feita com campo, ajustando-se, por exemplo, a relação corrente pressão no conversor I/P da válvula, ou por meio de implementação lógica no CLP
A divisão de faixa também pode ser usada para minimizar problemas de rangeabilidade. Válvulas de controle de grande dimensão geralmente possuem resolução ruim para vazões muito baixas. Isso pode ser solucionado utilizando uma válvula de diâmetro menor em circuito paralelo.
A Figura abaixo mostra um exemplo onde a saída do controlador manipula a válvula menor quando seu valor está na faixa entre 0 e 30%. Para uma saída acima de 30% (já com a válvula menor totalmente aberta), a válvula maior começa a ser manipulada.
Considerações de projeto
- Se os parâmetros da função de transferência utilizando um dos atuadores (ganho, tempo morto e pólo dominante) diferirem numa razão maior que três comparado com os parâmetros obtidos para o outro atuador então o uso desta estratégia não é recomendada;
- Para minimizar uma possível banda-morta na transição de um atuador para outro, é usual utilizar uma sobreposição entre as faixas. Abaixo é exemplificado o uso de uma sobreposição de 10% entre as faixas.
