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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Disciplina: Controle de Processos na Indústria Química Código: 30-317 Carga Horária: 80h Créditos: 04 Pré-Requisitos: 15-125 e 30-630
EMENTA Análise de descrição de sistemas dinâmicos lineares. Linearização de modelos dinâmicos não-lineares. Funções de transferências de primeira, segunda e elevada ordem. Resposta baseada na ocalização dos zeros e pólos. Análise do efeito de zeros e tempo morto na caracterização do comportamento dinâmico de sistemas. Álgebra de blocos e malhas de controle feedback, cascata e feed-forward. Critérios de estabilidade no domínio da frequência (diagrama de nyquist e bode) e na localização dos pólos (lugar das raízes). Apresentação de controladores P, PI e PID. Ajuste de controladores P, PI, PID e sua aplicação industrial. Apresentação das diferentes parametrizações de controladores PID industriais. Ajuste e aplicação de malhas cascatas e feed-forward no controle processos industriais.
OBJETIVOS A disciplina visa adquirir conhecimentos sobre controle de processos compreendendo o inter-relacionamento das diversas áreas da engenharia química, apresentadas ao longo do curso. Buscando-se atender estas competências alguns objetivos específicos são delineados: - Conhecer e operar os principais tipos de controladores utilizados na indústria química. - Desenvolver estratégias de controle e automação. - Analisar, criar e otimizar plantas industriais com equipamentos de controle de processos.
CONTEÚDOS CURRICULARES UNIDADE DE ENSINO 01 – CONTROLE DE PROCESSOS Apresentar os conceitos fundamentais de controle de processos. Equipamentos de um sistema de controle. Representação de instrumentação. Transformada de La Place. Funções de transferência. Respostas dos sistemas dinâmicos. Zeros e pólos de uma função de transferência
Atividade prática 01: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados e aula prática em software computacional. TDE 01 – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da unidade 1.
UNIDADE DE ENSINO 02 – SISTEMAS DE CONTROLE Apresentar os principais sistemas em malha fechada. Representação em diagrama de blocos. Dinâmica dos sistemas com controladores PID. Análise de estabilidade em malha fechada. Ajuste dos controladores PID por resposta em transiente
Atividade prática 02: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados e aula prática em laboratório com estudo dos sistemas de controle. TDE 02 – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da unidade 2.
UNIDADE DE ENSINO 03 – AJUSTE DOS CONTROLADORES E TÉCNICAS DE CONTROLE Trabalhar com ajuste dos controladores PID por resposta em transiente, resposta de sistemas em frequência e análise de estabilidade no domínio de frequência. Ajuste dos controladores PID por resposta à freqüência. Técnicas de controle: controle antecipatório e controle em razão, controle em cascata, controle inferencial, controle seletivo e controle parcial. Introdução ao sistema multivariável. Controle em multimalha.
Atividade prática 03: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados e aula prática em laboratório de controle e equipamentos que utilizam o controle de processos. TDE 03 – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da unidade 3.
METODOLOGIA Visando desenvolver as competências apresentadas, as aulas são desenvolvidas de forma variada e tem como metodologias: a tradicional (expositivo-dialogadas com estudos dirigidos), a ativa e a sócio-interacionista. No intuito de desenvolver as competências inerentes à disciplina, podem ser utilizados recursos de multimídia como projetores de imagem e vídeo, materiais concretos e softwares matemáticos, e a contextualização ocorre através da resolução de problemas reais. Os alunos desenvolverão Trabalhos Discente Efetivos – TDEs no total de 20h, envolvendo resolução de exercícios e problemas reais com e sem auxílio de softwares específicos com a aplicação dos conceitos trabalhados na área da engenharia térmica.
AVALIAÇÃO A avaliação da disciplina propõe verificar se as competências pretendidas neste plano de ensino foram adquiridas pelo acadêmico, por meio dos seguintes instrumentos de avaliação: provas escritas e Trabalhos Discentes Efetivos, estes últimos valendo 20% da média parcial. As avaliações serão realizadas ao longo do semestre e distribuídas uniformemente de acordo com o plano de ensino. Numa aula que antecede uma avaliação serão dadas orientações a respeito da sistemática a ser adotada e os conteúdos exigidos, bem como os critérios específicos da avaliação. No instrumento de avaliação haverá de forma explícita e por escrito quanto valerá cada questão.
BIBLIOGRAFIA BÁSICA FIALHO, A. B. Instrumentação industrial: conceitos, aplicações e análises. São Paulo: Érica, 2010. LEVENSPIEL, O. Engenharia das reações químicas. São Paulo: Edgard Blücher, 1995. SHREVE, R. N.; BRINK JÚNIOR, J. A. Indústrias de processos químicos. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR FOGLER, H. Scott; MORAES, F. F.; PORTO, L. M. (Trad.). Elementos de engenharia das reações químicas. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2002. FOUST, A.S. Princípios das operações unitárias. Rio de Janeiro: LTC, 2012. PERLINGEIRO, C. A. G. Engenharia de processos: análise, simulação, otimização e síntese de processos químicos. São Paulo: Edgard Blücher, 2005. FRANCHI. C.M. Controle de processos industriais: Princípios e aplicações. Editora Érica. 2011. |