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Livro - Controle Automático de Processos Industriais
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SUMARIO:
CAPITULO I INTRODUÇÃO 1 Secção (1) Automação e Regulação Automática. 1 Secção (2) Processo 2 Secção (3) AsVantagens da Regulação Automática. 3 Secção (4) PrincÃpios de Funcionamento. 4 Secção (5) Os Elementos da Regulação Automática 6 CAPITULO II TOMADAS DE IMPUlSO 8 Secção (1) Generalidades 8 Secção (2) Medição de Pressão 10 -Generalidades e Classificação. , 10 -Tubo de Bourdon -Manômetros 12 -Tubos em U , 15 -Foles. , 16 -Membrana. 17 -Campânula 18 -d/p Cell 18 -Strain Gauges e Outros Meios Elétricos. 18 -Selagem. 20 Secção (3) Medição de Temperatura ' 22 -Generalidades e Classificação 22 -Termômetros de LÃquido 24 -Termômetros a Pressão de Gás 27 -Termômetros a Tensão de Vapor 28 -Termômetros Bimetálicos 29 -Termopares ' 31 -Termômetros de Resistênci1l -TermÃstores 35 -Outros Termômetros Elétricos. 38 Secção (4) Medição de Vazão , 40 -Generalidades e Classificação. 40 -Medidores de Perda de Carga Variável. 42 OrifÃcio. 46 TubodeVenturi 52 Bocal 54 TubodePitot 55 Medidores em Canais Abertos. 56 -Meâidores de Area Variável -Rotâmetros 58 -Medidores Volumétricos 60 Tipo Disco Nutante 60 Tipo Pistão. 61 Tipo de Rotores Ovais 62 Tipo a Velocidade 63 -Medidores Eletromagnéticos 63 -OutrosMedidoresdeVazão 65 -Medidores de Vazão Compensada. 65 -Integrador de Vazão 67 Secção (5) Medição de NÃvel 69 -Generalidades e Classificação 69 -Medição Direta. 70 -Borbulhamento 71 -Manômetro em U , 73 -d/p Cell 74 -Caixa de Diafragma 75 -Corpo Imerso 75 -Outros Medidores de NÃvel 76 Secção (6) Medição de Densidade 78 CAPITULO III TRANSMISSORES 80 Secção (1) PrincÃpio da Transmissão Pneumática. 80 Secção (2) Componentes Pneumáticos na Transmissão. 85 Resistências Pne\lmáticas 86 Secção (~) Exemplos de Transmissões Pneumáticas. 90 -d/p Cell 90 -Transmissor de Pressão Diferencial (T-27, Foxboro) ...93 -Transmissor de Temperatura (T-12A, Foxboro) 94 -Transmissor de Pressão (M-54, Foxboro) 95 -Transmissor de NÃvel (Série 12000, Mason Neilan) 96 -Transmissor de Densidade 97 Secção (4) As Vantagens dos Transmissores Pneumáticos. 97 CAPITULO IV REGULADORES 98 Secção (1) Reguladores Elétricos 98 -Reguladores Tudo ou Nada do Tipo Direto. 98 -Reguladores Tudo ou Nada do Tipo Indireto. 103 -R~gulação Tudo ou Nada 105 Secção (2) Reguladores Hidráu1icos 107 Secção (3) Reguladores Pneum4,ticos 109 . -PrincÃpios. 109 -Regulador Tudo ou Nada l13 -Regulador Proporcional l14 -Regulador Proporcional + Reset : .121 -Regulador Proporcional + Derivativo. 126 -Regulador Proporcional + Reset + Derivativo. 129 -Exemplos dos Reguladores Pneumáticos. 130 -Consotrol (Foxboro) : 130 Regulador M40 (Foxboro) 132 Nullmatic (Moore) 133 CAPITULO V DlSPOSITIVOS DE INDlCAÇÃO E REGISTRAÇÃO 135 Secção (1) Componentes mecânicos 135 -PrincÃpios de Quadrilátero 135 Ajuste de Multiplicação 136 Ajuste de Zero. 137 Ajuste de Angularidade. 137 -Procedimento de CaJjbração 138 -Penas. 138 -Acionadores de Gráficos 140 Secção (2) Registradores Eletrônicos 141 -DYNALOG RESISTANCE (Foxboro) 141 -DYNALOG E.M.F. 145 CAPITULO VI VALVULAS DE REGULAÇÃO 153 -Função da Válvula de Regulação 153 Secção (1) PrincÃpio de Funcionamento. 153 -Mola e Percurso da Válvula 154 Secção (2) Tipos de Válvulas 156 -Ar para Abrir ou Ar para Fechar 157 -Válvula de Sede Simples e de Dupla Sede. 158 -As Guias do Obturador 160 -Material do Corpo e do Obturador. 161 Secção (3) Exemplos de Válvulas de Regulação 161 -Válvula de CaracterÃstica on-off 161 -Válvula de CaracterÃstica igual Porcentagem. 162 -Válvula de Agulha 164 -Válvula de CaracterÃstica Linear. 165 -Válvula de Plug Parabólico Modificado. 165 -Válvula SAUNDERS " 166 -Válvula Borboleta 167 -Válvula de Três Vias 167 Secção (4) Os Acessórios da Válvula de Regulação 167 -Gaxetas e Lubrificadores 167 -Premestopa 168 -PosicÃonador 168 -Booster l72 Secção (5) Cálculo de uma Válvula l72 CAPITULO VII REGULAÇÃO AUTOMATICA 177 Secção (1) Estabilidade Estática na Regulação 178 Secção (2) Introdução da Estabilidade Dinâmica da Regulação 181 Secção (3) RespOita Transitória 183 Secção (4) Resposta Senoidal 185 Secção (5) Transformação de Laplace 188 Secção (6) CaracterÃsticas Dinâmicas dos Reguladores. 189 -Regulador Proporcional 190 -Regulador Proporcional + Reset 191 -Regulador Proporciona1 + Derivativo. 192 -Regulador Proporcional + Reset + Derivativo: 193 Secção (7) CaracterÃsticas Dinâmicas dos Processos. 194 -Capacitância Silnples 195 -Capacitância Múltipla (ou tipo S) 196 -Tempo Morto " 198 -Tempo Morto + Capacitância Simples. 200 -Resposta Linear. 201 -Respostalmediata 202 -Resposta Negativa 202 Secção (8) Critérios de Estabilidade 203 -As Condições de Estabilidade de Routh-Hurwitz 204 Secção {9) Ajuste Ótimo dos Reguladores. 208 -Método Baseado na Area MÃnima de Controle (Ziegler- -Nichols) 209 ~ -Método Baseado no Tempo MÃnimo de Estabilização ,," sem Overshoot ou com Overshoot de 20% 211 -Método de Sensibilidade Última (Zieg)er-Nichol~) 212 CAPITULO VIII DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA. 214 Secção {1) Alarme 214 -Secção (2) Segurança de Chama. 215 Secção {3) PSV {Válvula de Segurança) 218 APE.NDICE I Dedução da Equação de Vazão 221 II Dedução da Eq. (19) CapÃtulo VII 224 III Dedução das Eqs (25) e (26) CapÃtulo VII 225 IV Dedução da Eq. (27) CapÃtulo VII 227 V Aná1ise Rápida de Defeitos na Regulação 228 VI Aplicação dos Controladores 231 Controle de Única Ação 231 Controle de Dupla Ação 231 Controle em Cascata. 232 Controle de Razão. 233
CAPITULO I INTRODUÇÃO 1 Secção (1) Automação e Regulação Automática. 1 Secção (2) Processo 2 Secção (3) AsVantagens da Regulação Automática. 3 Secção (4) PrincÃpios de Funcionamento. 4 Secção (5) Os Elementos da Regulação Automática 6 CAPITULO II TOMADAS DE IMPUlSO 8 Secção (1) Generalidades 8 Secção (2) Medição de Pressão 10 -Generalidades e Classificação. , 10 -Tubo de Bourdon -Manômetros 12 -Tubos em U , 15 -Foles. , 16 -Membrana. 17 -Campânula 18 -d/p Cell 18 -Strain Gauges e Outros Meios Elétricos. 18 -Selagem. 20 Secção (3) Medição de Temperatura ' 22 -Generalidades e Classificação 22 -Termômetros de LÃquido 24 -Termômetros a Pressão de Gás 27 -Termômetros a Tensão de Vapor 28 -Termômetros Bimetálicos 29 -Termopares ' 31 -Termômetros de Resistênci1l -TermÃstores 35 -Outros Termômetros Elétricos. 38 Secção (4) Medição de Vazão , 40 -Generalidades e Classificação. 40 -Medidores de Perda de Carga Variável. 42 OrifÃcio. 46 TubodeVenturi 52 Bocal 54 TubodePitot 55 Medidores em Canais Abertos. 56 -Meâidores de Area Variável -Rotâmetros 58 -Medidores Volumétricos 60 Tipo Disco Nutante 60 Tipo Pistão. 61 Tipo de Rotores Ovais 62 Tipo a Velocidade 63 -Medidores Eletromagnéticos 63 -OutrosMedidoresdeVazão 65 -Medidores de Vazão Compensada. 65 -Integrador de Vazão 67 Secção (5) Medição de NÃvel 69 -Generalidades e Classificação 69 -Medição Direta. 70 -Borbulhamento 71 -Manômetro em U , 73 -d/p Cell 74 -Caixa de Diafragma 75 -Corpo Imerso 75 -Outros Medidores de NÃvel 76 Secção (6) Medição de Densidade 78 CAPITULO III TRANSMISSORES 80 Secção (1) PrincÃpio da Transmissão Pneumática. 80 Secção (2) Componentes Pneumáticos na Transmissão. 85 Resistências Pne\lmáticas 86 Secção (~) Exemplos de Transmissões Pneumáticas. 90 -d/p Cell 90 -Transmissor de Pressão Diferencial (T-27, Foxboro) ...93 -Transmissor de Temperatura (T-12A, Foxboro) 94 -Transmissor de Pressão (M-54, Foxboro) 95 -Transmissor de NÃvel (Série 12000, Mason Neilan) 96 -Transmissor de Densidade 97 Secção (4) As Vantagens dos Transmissores Pneumáticos. 97 CAPITULO IV REGULADORES 98 Secção (1) Reguladores Elétricos 98 -Reguladores Tudo ou Nada do Tipo Direto. 98 -Reguladores Tudo ou Nada do Tipo Indireto. 103 -R~gulação Tudo ou Nada 105 Secção (2) Reguladores Hidráu1icos 107 Secção (3) Reguladores Pneum4,ticos 109 . -PrincÃpios. 109 -Regulador Tudo ou Nada l13 -Regulador Proporcional l14 -Regulador Proporcional + Reset : .121 -Regulador Proporcional + Derivativo. 126 -Regulador Proporcional + Reset + Derivativo. 129 -Exemplos dos Reguladores Pneumáticos. 130 -Consotrol (Foxboro) : 130 Regulador M40 (Foxboro) 132 Nullmatic (Moore) 133 CAPITULO V DlSPOSITIVOS DE INDlCAÇÃO E REGISTRAÇÃO 135 Secção (1) Componentes mecânicos 135 -PrincÃpios de Quadrilátero 135 Ajuste de Multiplicação 136 Ajuste de Zero. 137 Ajuste de Angularidade. 137 -Procedimento de CaJjbração 138 -Penas. 138 -Acionadores de Gráficos 140 Secção (2) Registradores Eletrônicos 141 -DYNALOG RESISTANCE (Foxboro) 141 -DYNALOG E.M.F. 145 CAPITULO VI VALVULAS DE REGULAÇÃO 153 -Função da Válvula de Regulação 153 Secção (1) PrincÃpio de Funcionamento. 153 -Mola e Percurso da Válvula 154 Secção (2) Tipos de Válvulas 156 -Ar para Abrir ou Ar para Fechar 157 -Válvula de Sede Simples e de Dupla Sede. 158 -As Guias do Obturador 160 -Material do Corpo e do Obturador. 161 Secção (3) Exemplos de Válvulas de Regulação 161 -Válvula de CaracterÃstica on-off 161 -Válvula de CaracterÃstica igual Porcentagem. 162 -Válvula de Agulha 164 -Válvula de CaracterÃstica Linear. 165 -Válvula de Plug Parabólico Modificado. 165 -Válvula SAUNDERS " 166 -Válvula Borboleta 167 -Válvula de Três Vias 167 Secção (4) Os Acessórios da Válvula de Regulação 167 -Gaxetas e Lubrificadores 167 -Premestopa 168 -PosicÃonador 168 -Booster l72 Secção (5) Cálculo de uma Válvula l72 CAPITULO VII REGULAÇÃO AUTOMATICA 177 Secção (1) Estabilidade Estática na Regulação 178 Secção (2) Introdução da Estabilidade Dinâmica da Regulação 181 Secção (3) RespOita Transitória 183 Secção (4) Resposta Senoidal 185 Secção (5) Transformação de Laplace 188 Secção (6) CaracterÃsticas Dinâmicas dos Reguladores. 189 -Regulador Proporcional 190 -Regulador Proporcional + Reset 191 -Regulador Proporciona1 + Derivativo. 192 -Regulador Proporcional + Reset + Derivativo: 193 Secção (7) CaracterÃsticas Dinâmicas dos Processos. 194 -Capacitância Silnples 195 -Capacitância Múltipla (ou tipo S) 196 -Tempo Morto " 198 -Tempo Morto + Capacitância Simples. 200 -Resposta Linear. 201 -Respostalmediata 202 -Resposta Negativa 202 Secção (8) Critérios de Estabilidade 203 -As Condições de Estabilidade de Routh-Hurwitz 204 Secção {9) Ajuste Ótimo dos Reguladores. 208 -Método Baseado na Area MÃnima de Controle (Ziegler- -Nichols) 209 ~ -Método Baseado no Tempo MÃnimo de Estabilização ,," sem Overshoot ou com Overshoot de 20% 211 -Método de Sensibilidade Última (Zieg)er-Nichol~) 212 CAPITULO VIII DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA. 214 Secção {1) Alarme 214 -Secção (2) Segurança de Chama. 215 Secção {3) PSV {Válvula de Segurança) 218 APE.NDICE I Dedução da Equação de Vazão 221 II Dedução da Eq. (19) CapÃtulo VII 224 III Dedução das Eqs (25) e (26) CapÃtulo VII 225 IV Dedução da Eq. (27) CapÃtulo VII 227 V Aná1ise Rápida de Defeitos na Regulação 228 VI Aplicação dos Controladores 231 Controle de Única Ação 231 Controle de Dupla Ação 231 Controle em Cascata. 232 Controle de Razão. 233
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