instrumentação industrial power point
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Instrumentao e Controle
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Objetivo da Instrumentao
Manter as variveis do processo sobrecontrole para:a) manter e melhorar a qualidade do
produto;b) melhorar a produtividade;
c) manter a segurana - da unidade;- do processo;
- do homem.
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Classificao dos Instrumentos
Indicador: Instrumento que dispe de umponteiro e de uma escala graduada na qualpodemos ler o valor da varivel. Existem
tambm indicadores digitais que indicam avarivel em forma numrica com dgitos oubarras grficas.
Registrador: Instrumento que registra a(s)varivel(s) atravs de um trao contnuo ou
pontos em um grfico.02
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Classificao dos InstrumentosTransmissor: Instrumento que determina o valor deuma varivel no processo atravs de um elemento
primrio, tendo o mesmo sinal de sada (pneumticoou eletrnico) cujo valor varia apenas em funo davarivel do processo.
Transdutor: Instrumento que recebe informaes naforma de uma ou mais quantidades fsicas, modificacaso necessrio as informaes e fornece um sinal
de sada resultante. Dependendo da aplicao, otransdutor pode ser um elemento primrio, umtransmissor ou outro dispositivo. O conversor um
tipo de transdutor que trabalha apenas com sinaisde entrada e sada padronizados.03
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Classificao dos Instrumentos
Controlador: Instrumento que compara a varivelcontrolada com um valor desejado e fornece umsinal de sada a fim de manter a varivel controladaem um valor especfico ou entre valores
determinados. A varivel pode ser medida,diretamente pelo controlador ou indiretamenteatravs do sinal de um transmissor ou transdutor.
Elemento Final de Controle: Instrumento quemodifica diretamente o valor da varivel manipuladade uma malha de controle.
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Classificao dos InstrumentosSegundo sua localizao:
- de painel - de campo.Segundo sua funo:
medio da varivel;
controle da varivel;
alarme da varivel
Segundo suas caractersticas:
indicadores da varivel;
registradores da varivel;
ntr l r v ri v l.05
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Erros em Instrumentos
Analgico - paralaxe
- interpolao
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Erros em Instrumentos
Analgico - paralaxe- interpolao
Digital
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Tipos de Manmetros
Indicadores tipo Tubo em U
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Tipos de Manmetros
Indicadores tipo Tubo em U com Coluna
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Tipos de Manmetros
Indicadores tipo Campnula
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Tipos de Manmetros
Indicadores tipo Diafragma
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Tipos de Manmetros
Indicadores tipo Tubo de Bourdon
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Tipos de Manmetros
Indicadores tipo Tubo de Bourdon
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Tipos de Manmetros
Indicadores tipo Fole
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Transdutores de presso por silcio
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Registradores de presso
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Registradores de presso
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Formas de transferncia de energia
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I C l
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Formas de transferncia de energia
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I C l
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Formas de transferncia de energia
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I t t C t l
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Medio de temperatura:
Pirometria:medio de altas temperaturas,
na faixa em que os efeitps de radiao trmicapassam a se manifestar.
Criometria:medio de baixas temperaturas,ou seja, aquelas prximas ao zero absoluto de
temperatura. Termometria:termo mais abrangente que
incluiria tanto a pirometria, como a criomentria queseriam casos particulares de medio.19
I t t C t l
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K
273
FC
100
0
212 373
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Temperatura de
ebulio da gua
Temperatura de
solidificao da
gua
Escalas de Temperatura:
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Termmetros de dilatao de lquido
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Termmetros de dilatao de lquido
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Termmetros de dilatao de lquido
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Lquidos mais usados e faixa de trabalho
LquidoPonto de
solidificao(C)
Ponto deebulio (C) Faixa de uso
(C)
Mercrio
lcool
EtlicoTolueno
- 39
- 115
- 92 + 110
+ 78
+ 357 - 38 550
- 100 70
- 80 100
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Termmetro Bimetlico
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Termmetro Bimetlico
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Termmetro BimetlicoVisor de Vidro
Escala deTemperatura Elemento
BimetlicoHelicoidal
Eixo
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Termmetro Bimetlico
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Termmetro de Presso de Lquido ou Gs
Escala de TemperaturaPonteiro
Brao deLigao
Cremalheira
Tubo
Capilar
Tubo de
BourdonPinho
Bulbo Lquido ouGs
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Termmetro de Presso de Lquido ou Gs
Lquidos mais utilizados Faixa de utilizao (C)
- 35 + 550- 40 + 400
- 80 + 100
+ 50 + 150
Tolueno
lcool
XilenoMercrio
Gs mais utilizados Temperatura Crtica
- 267,8 C- 239,9 C
- 147,1 C
- 31,1 C
Nitrognio (N2)
Dixido de Carbono (Co2)
Hidrognio (H2)Hlio (He)
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Termmetro de Presso de Vapor
Conectado
ao Bourdon
Capilar com vapor
Vapor
Bulbo
Lquido Voltil
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st u e tao e Co t o e
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Termmetros Digitais
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Poo Termomtrico
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Definio
Poos Termomtricos so elementos desenvolvidos parapermitir a instalao de sensores de temperatura em
aplicaes onde somente o tubo de proteo no suficiente para garantir a integridade do elemento sensor.
Sua utilizao em tanques, tubulaes, vasospressurizados, etc, permite a substituio do sensor sem anecessidade de interrupo do processo produtivo.
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Poo Termomtrico
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Sistemas TermoltricosTermopar
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Efeito Termoeltrico
Quando um condutor metlico submetido umadiferena de temperatura entre suas extremidadessurge uma fora eletromotriz (f.e.m.), cujo valor noexcede usualmente a ordem de grandeza de milivolts,
em decorrncia da redistribuio dos eltrons nocondutor, quando os mesmos so submetidos a umgradiente de temperatura.
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Sistemas TermoltricosTermopar
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Pirmetro tico
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Vazo:quantidade de fluido escoado atravs de umatubulao ou equipamento em uma unidade de tempo.
Unidades usuais:
1 m = 1000 litros
1 p cbico = 0,0283168 m
1 galo (americano) = 3,78544
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Regime de escoamento de fluido em tubulaes
ESCOAMENTO LAMINAR
ESCOAMENTO TURBULENTO
TINTA
GUA
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Medidores de vazo tipo presso diferencial
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Elementos Primrios utilizados para medio devazo por diferena de presso.
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Tipos de medidores de vazo por diferenade presso.
Tomada de alta pressoTomada de baixa presso
Placa de orifcio
Vlvulas dedreno
Vlvula de bloqueio
Vlvula de bloqueio
Vlvula de contornoou equalizadora
Ponteiro
EscalaMercrio
Pressodiferencial
Baixapresso
Alta presso
Lquido de enchimento
Mola
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Rotmetro
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Tubo medidorcnico
F
lutuador
En
trada
Sada
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Medidor de vazo tipo Eletromagntico
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Velocidade devazo V
Medidor
570TM
Bobina Ncleo
EletrodoCampoMagntico B
Conversor8712U ou
8732C
CampoMagntico
B
Velocidadede vazo
VFora
eletromotriz
E
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Medio de Vazo
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Sistemas de Medio de Nvel
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Medio aplicada Lquidos Slidos
Por Visor de Nvel X X
Por Bias e Flutuadores X
Por Contatos de Eletrodos X
Por Sensor de Contato X
Por Unidade de Grade X
Medida
direta
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Sistemas de Medio de Nvel
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Medio aplicada Lquidos Slidos
Por Capacitncia X X
Por Empuxo X
Por Presso Hidrosttica X
Por Clula d/p CELL X
Por Caixa de Diafragma XPor Tubo em U X
Por Borbulhamento X
Por Radioatividade X XPor Ulta-som X X
Por Vibrao X X
Por Pesagem X X
Me
didaindireta
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Medio por Visor de Nvel
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Medio de Nvel por Bia
BiaContrapeso
Corrente, cabo, trenaEscala
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Medio de Nvel por Bia
BiaContrapeso
Indicador
Engaxetamento
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Medio de Nvel por Sensor de Contatos
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Medio de Nvel por Empuxo
Lateral
Topo
Gaiola
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Medio de Nvel por Clula d/p CELL
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Medio de Nvel por Caixa de Diafragma
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Medio de Nvel por Borbulhamento
Placa de restrio
Ar ou gs
Regulador de presso
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Medio de Nvel por Radiao
Transmissor
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Medio de Nvel por Pesagem
Aplicao tpica das clulas decarga
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Vlvulas de Controle
o elemento final de controle.
um mecanismo que atua no processocomandado pelo sinal emitido pelo instrumento
controlador, com a finalidade de corrigir oureduzir ao mnimo o desvio acusado no valor da
varivel controlada.01
Instrumentao e Controle
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Aplicaes das Vlvulas de Controle: servio de liga-desliga;
servio de controle proporcional; preveno de vazo reversa;
controle e alvio de presso;
especiais;
controle de vazo direcional;
servio de amostragem;
limitao de vazo;
selagem de vaso ou tanque.01
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Aplicaes das Vlvulas de Controle:De todas estas aplicaes, a mais comum eimportante se relaciona com o controleautomtico de processo.
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Atuador
Pneumtico
Castelo
Corpo
Instrumentao e Controle
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Funes das Vlvulas de Controle:
Conter o fluido do processo, suportando
todos os rigores das condies de operao; Responder ao sinal de atuao do
controlador; Variar a rea de passagem do fluido
manipulado; Absorver a queda varivel da presso dalinha.
01
Instrumentao e Controle
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Funes das Vlvulas de Controle:
01
Instrumentao e Controle
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Partes das Vlvulas de Controle: Corpo: no corpo esto includos a sede,
obturador, haste, guia da haste, engaxetamentoe selagem de vedao.
01
Instrumentao e Controle
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Partes das Vlvulas de Controle: Sede: o local da vlvula onde se assenta o
obturador.
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Instrumentao e Controle
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Partes das Vlvulas de Controle: Plug ou obturador: pode ter diferentes
formatos e tamanhos, para fornecer vazesdiferentes em funo da abertura da vlvula.
01
Instrumentao e Controle
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Partes das Vlvulas de Controle:
Castelo:liga o corpo
da vlvula ao atuador.
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Instrumentao e Controle
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Partes das Vlvulas de Controle: Atuador:sistema
utilizado paraacionar o obturador.
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Instrumentao e Controle
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Partes das Vlvulas de Controle: Volante: usado para o fechamento manual
da vlvula no local, em substituio aofechamento automtico.
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Instrumentao e Controle
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Partes das Vlvulas de Controle: Posicionador: um dispositivo acoplado haste da vlvula de controle para otimizar o seufuncionamento.
01
Instrumentao e Controle
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Partes das Vlvulas de Controle: Booster:tambm chamado de rel de ar ouamplificador pneumtico. Substitui oposicionador quando ele no recomendado,como em malhas de controle de vazo de
lquido ou de presso de lquido.
01
Instrumentao e Controle
Desempenho das Vlvulas de Controle:
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O bom desempenho da vlvula de controle significaque a vlvula:
estvel em toda a faixa de operao doprocesso;
no opera prxima de seu fechamento ou de suaabertura total;
suficientemente rpida para corrigir osdistrbios e as variaes de carga do processo;
no requer a modificao da sintonia do controle
depois de cada variao de carga do processo.01
Instrumentao e Controle
Vl l G
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Vlvula Gaveta: caracterizada por um disco ou portadeslizante que movida pelo atuador na direoperpendicular vazo do fluido.
01
Instrumentao e Controle
Vl l E f
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Vlvula Esfera: basicamente uma esfera alojada em uminvlucro. A rotao da esfera de 90 mudaaposio de totalmente aberta para totalmentefechada.
01
Vazo
Instrumentao e Controle
Vl l B b l t
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Vlvula Borboleta:Consiste de um disco, com aproximadamente omesmo dimetro externo que o dimetro internodo corpo da vlvula, que gira em torno de umeixo horizontal ou vertical, perpendicular
direo da vazo.
01
Instrumentao e Controle
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01
Vlvula Borboleta deacionamento pneumtico.
Vlvula Borboleta de
acionamento manual.
Instrumentao e Controle
Vlvula Globo:
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uma vlvula com o corpo esfrico, com sedesimples ou dupla, com obturador guiado pelahaste ou pela gaiola e que pode apresentarvrias caractersticas diferentes: liga-desliga,
linear, igual e percentagem.
01
Instrumentao e Controle
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Instrumentao e Controle
Vlvula Auto-regulada:
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uma vlvula de controle com um controladorembutido operado pela energia do prprio fluido
controlado e no necessita de fonte externa deenergia.
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Instrumentao e Controle
Vlvula de Reteno:
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uma vlvula projetada unicamente para evitarevitar a vazo no sentido inverso.
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Instrumentao e Controle
Vlvulas Solenides:
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a combinao de duas unidades funcionaisbsicas: a solenide e a vlvula.
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Vlvula
Solenide
Desenergizada
Suprimento de ar
Sinal do controladorCorpo
Vazo
Instrumentao e Controle
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Instrumentao e Controle
Vlvula Redutora de Presso:
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Serve para diminuir a presso na sada (jusante)para um nvel determinado dentro dos limites
impostos pelo processo em relao a pressode entrada (montante).
01
Instrumentao e Controle
Controle Automtico
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Controle Automtico
Entende-se por Controle Automtico um
conjunto de operaes que consistem em: Mediruma varivel;
Comparar esta medida com um valordesejado;
Corrigiro desvio observado.
01
Instrumentao e Controle
Componentes de um Controle Automtico
P i t t l d d
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Processoou sistema controlado compreendeuma operao ou uma srie de operaes
realizadas no, ou pelo equipamento, no qualuma varivel controlada;
Controlador automtico um instrumentoque recebe o valor da varivel medida e atuapara corrigir ou limitar o desvio dessa varivel
em relao a um ponto de controle; Elemento final de controle o dispositivo
que varia diretamente o valor da varivelmani ulada;01
Instrumentao e ControleComponentes de um Controle Automtico
Varivel controlada a varivel regulada
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Varivel controlada a varivel reguladapela malha de controle;
Varivel manipulada uma grandeza que operada com a finalidade de manter a varivelcontrolada no valor desejado;
Meio controlado a energia ou material doprocesso no qual a varivel medida e
controlada; Agenda de controle a energia ou material
do processo, do qual a varivel manipulada 01
Instrumentao e Controle
Termos Tcnicos usados em Malhas de Controle
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Termos Tcnicos usados em Malhas de Controle
vapor
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Instrumentao e Controle
Sistemas de Controle
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Sistemas de Controle
De acordo com a natureza da energia usada
pelo controlador, os sistemas de controle podemser:
pneumticos -ar comprimido seco; hidrulico -leo;
eltricos ou eletrnicos -energia eltrica (4a 20 mA)
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Instrumentao e Controle
Simbologia Conforme Norma ABNT (NBR-8190)
Tipos de Conexes
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Tipos de Conexes
Conexo do processo, ligao
ou suprimento ao instrumentoSinal pneumtico ou sinalindefinido para diagramas de
processoSinal eltrico
Tubo capilar (sistema cheio)
Sinal hidrulico
Sinal eletromagntico ou snico(sem fios)
Instrumentao e Controle
Modos de Controle:
d i l l d t l t
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duas posies - a vlvula de controle temduas posies (abre-fecha, on-off) - utilizado
em processos simples e no crticos; proporcional -a vlvula de controle tem uma
posio determinada para cada desvio - utilizado em processos contnuos mais complexose delicados;
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Instrumentao e Controle
Modos de Controle:
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reajuste automtico ou integral -a vlvulade controle tem sua posio reajustada a fim de
manter a varivel no valor desejado - aconselhvel para processos contnuos maiscomplexos e delicados;
derivativo ou antecipatrio - a vlvula decontrole tem a intensidade de variao
aumentada em funo da velocidade do desvio -tem sua aplicao em sistema sujeitos a variaode carga.
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