Aula 12 atuadores e elementos finais

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Aula 12 atuadores e elementos finais

  1. 1. Instrumentação Básica Aula 12 Atuadores e Elementos FinaisTécnico Integrado SemestralPeríodo: 2012-1Prof.: Guilherme P. Colnago
  2. 2. Assuntos Elementos Finais Válvulas de Controle Válvulas Outros Elementos Finais Experiências
  3. 3. AssuntoElementos Finais
  4. 4. Elementos FinaisElementos Finais de ControleDentro de uma malha de controle, são os elementos responsáveispela atuação direta sobre os processos, recebendo o sinal decomando do controlador para corrigir o desvio do valor desejado(set point).
  5. 5. Elementos FinaisElementos Finais de ControleOs Elementos finais também são conhecidos como “Atuadores”.Existe uma grande diversidade, pois são função da aplicação doprocesso e de suas particularidades.Os tipos mais comuns são:•Elétricos (Motorizados);•Pneumáticos.Ver animação de válvula Globo manual!
  6. 6. Elementos FinaisAtuadoresUm dos atuadores mais comuns nos processos industriais são válvulas.
  7. 7. Elementos FinaisAtuadoresVálvula pneumática (será analisada posteriormente). Sede (orifício) Obturador
  8. 8. Elementos FinaisAtuadores MotorizadosVálvula motorizada.
  9. 9. Elementos FinaisAtuadores MotorizadosCartão de Comunicação (Field Bus) e configurador (PC).
  10. 10. Elementos FinaisAtuadores MotorizadosRede atuadores motorizados.
  11. 11. Elementos FinaisAtuadores PneumáticosVálvula pneumática.
  12. 12. Elementos FinaisAtuadores PneumáticosVálvula de controle com posicionador eletropneumático.
  13. 13. Válvulas de ControlePosicionadorÉ 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 pelocontrolador.
  14. 14. Elementos FinaisAtuadoresNa 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.
  15. 15. AssuntoVálvulas de Controle
  16. 16. 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
  17. 17. 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
  18. 18. Válvulas de ControleClassificação quanto ao deslocamentoLinearA peça móvel descreve um movimentoretilíneo.Ex.: válvula globo (gaiola) e diafragma.Válvulas Globo
  19. 19. Válvulas de ControleClassificação quanto ao deslocamentoRotativaA peça móvel descreve um movimento derotação.Ex.: válvulas esfera e borboleta. Válvula Borboleta
  20. 20. Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de ControleExistem três partes básicas:•Atuador;•Castelo;•Corpo.Válvula pneumática daminiplanta Amatrol. Sede (orifício)
  21. 21. Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de ControleAtuadorDá a força necessária para movimentar o obturador. O atuador deé classificado de acordo com seu deslocamento em relação àentra-da do sinal de ar. Pode ser direto ou indireto.
  22. 22. Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação
  23. 23. Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação
  24. 24. Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação
  25. 25. Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de ControleCasteloPermite a conexão do atuador ao corpo. Serve de guia da haste doobturador, acomodando a caixa de engaxetamento (gaxeta = anelde borracha usado para vedação na conexão de dois elementos).Pode ser: normal, aletado, alongado ou com foles de vedação. Normal Aletado
  26. 26. Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de ControleCastelo Alongado Com foles de vedação
  27. 27. Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de ControleCorpoÉ a parte da válvula que entra em contato com o fluido, acomodaas sedes (orifícios) e acopla a válvula à linha de processo.Pode ser classificado como de sede simples ou dupla.
  28. 28. Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de ControleCorpo
  29. 29. Válvulas de ControleOperação de uma Válvula Pneumática
  30. 30. Válvulas de ControleOperação de uma Válvula Pneumática
  31. 31. Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma VálvulaO desempenho de uma válvula depende da forma e do tipo deobturador utilizado, assim como o mesmo reduz a área da sedeatravés 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 dodeslocamento da haste.Existem três características de vazão:•Linear;•Abertura rápida•Igual percentagem.
  32. 32. Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma VálvulaAbertura rápida ~ parábola com concavidade para baixo.Igual porcentagem ~ exponencial.
  33. 33. Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma Válvula
  34. 34. AssuntoVálvulas
  35. 35. Válvulas de ControleFolha de especificação de uma Válvula de Controle
  36. 36. Válvulas de ControleFolha de especificação de uma Válvula de Controle
  37. 37. Válvulas de ControleVálvula GavetaUsadas para controle ON-OFF.Características:•Abertura e fechamento lento;•Movimento linear;•Apenas para fluidos;Acionamento:•Volante manual;•Redutor de engrenagens;•Atuador elétrico ou hidráulico.
  38. 38. Válvulas de ControleVálvula Globo (Gaiola)
  39. 39. Válvulas de ControleVálvula Esfera
  40. 40. Válvulas de ControleVálvula Borboleta e Guilhotina
  41. 41. Válvulas de ControleVálvula de Diafragma
  42. 42. AssuntoOutros Elementos
  43. 43. Outros Elementos FinaisPSV (Pressure Safety and relief Valve) ou Válvula de Segurança)Utilizadas como dispositivo de segurança,sendo acionados (abrindo) no caso dapressão ultrapassar o limite.Não é usada no controle. Ver animação!
  44. 44. Outros Elementos FinaisCilindro pneumático
  45. 45. Outros Elementos FinaisCilindro hidráulico
  46. 46. Outros Elementos FinaisContatores e Relés
  47. 47. Outros Elementos FinaisMotores
  48. 48. Outros Elementos FinaisServomotorMotores com realimentação para auto-posicionamento.
  49. 49. Outros Elementos FinaisAquecedores, Resfriadores (Chiller) e Caldeiras
  50. 50. Outros Elementos FinaisOutros Ventosa Motor de passo
  51. 51. AssuntoExperiências
  52. 52. ExperiênciasOperar válvula da miniplanta Amatrol (5ª exp.  material avulso):•Planta de processos; e/ou•Planta térmica.
  53. 53. Fim Prof.: Guilherme P. ColnagoDúvidas: gpcolnago@ifes.edu.br

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