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
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Assuntos
Válvulas de ControleVálvulas de Controle
VálvulasVálvulas
Outros Elementos FinaisOutros Elementos Finais
Elementos FinaisElementos Finais
ExperiênciasExperiências
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Elementos FinaisElementos Finais
Assunto
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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).
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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!
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Elementos FinaisAtuadores
Um dos atuadores mais comuns nos processos industriais são válvulas.
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Elementos FinaisAtuadores
Válvula pneumática (será analisada posteriormente).
Sede (orifício)
Obturador
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Elementos FinaisAtuadores Motorizados
Válvula motorizada.
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Elementos FinaisAtuadores Motorizados
Cartão de Comunicação (Field Bus) e configurador (PC).
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Elementos FinaisAtuadores Motorizados
Rede atuadores motorizados.
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Elementos FinaisAtuadores Pneumáticos
Válvula pneumática.
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Elementos FinaisAtuadores Pneumáticos
Válvula de controle com posicionador eletropneumático.
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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.
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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.
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Válvulas de Válvulas de ControleControle
Assunto
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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
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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
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Válvulas de ControleClassificação quanto ao deslocamento
Linear
A peça móvel descreve um movimento retilíneo.
Ex.: válvula globo (gaiola) e diafragma.
Válvulas Globo
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Válvulas de ControleClassificação quanto ao deslocamento
Rotativa
A peça móvel descreve um movimento de rotação.
Ex.: válvulas esfera e borboleta.
Válvula Borboleta
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Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle
Existem três partes básicas:
•Atuador;
•Castelo;
•Corpo.
Válvula pneumática da
miniplanta Amatrol.
Sede (orifício)
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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.
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Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação
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Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação
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Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação
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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
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Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle
Castelo
Alongado Com foles de vedação
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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.
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Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle
Corpo
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Válvulas de ControleOperação de uma Válvula Pneumática
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Válvulas de ControleOperação de uma Válvula Pneumática
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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.
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Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma Válvula
Abertura rápida ~ parábola com concavidade para baixo.Igual porcentagem ~ exponencial.
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Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma Válvula
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VálvulasVálvulas
Assunto
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Válvulas de ControleFolha de especificação de uma Válvula de Controle
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Válvulas de ControleFolha de especificação de uma Válvula de Controle
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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.
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Válvulas de ControleVálvula Globo (Gaiola)
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Válvulas de ControleVálvula Esfera
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Válvulas de ControleVálvula Borboleta e Guilhotina
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Válvulas de ControleVálvula de Diafragma
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Outros ElementosOutros Elementos
Assunto
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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!
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Cilindro pneumático
Outros Elementos Finais
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Cilindro hidráulico
Outros Elementos Finais
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Contatores e Relés
Outros Elementos Finais
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Motores
Outros Elementos Finais
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ServomotorMotores com realimentação para auto-posicionamento.
Outros Elementos Finais
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Aquecedores, Resfriadores (Chiller) e Caldeiras
Outros Elementos Finais
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Outros
Ventosa
Motor de passo
Outros Elementos Finais
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ExperiênciasExperiências
Assunto
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Operar válvula da miniplanta Amatrol (5ª exp. material avulso):
•Planta de processos; e/ou
•Planta térmica.
Experiências