Controle de Engenharia de Processos e CEP

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de CEnP ou de retroação é implementado desta forma, costuma chamar-se controle automático de processo ou CAP.

Outro modo de ajuste é o manualmente. O pessoal da operação observa rotineiramente o desvio corrente da saída em relação ao alvo, calcula a quantidade de ajuste a ser aplicada usando a equação xt – xt-1 = (-λ/g) et e, então, traz xt para o seu novo ponto de fixação. Quando os ajustes são feitos manualmente pelo pessoal da operação uma variável chamada gráfico de ajustamento manual, é muito útil.

No gráfico de ajustamento manual possui uma segunda escala, chamada escala de ajustamento, no eixo vertical. A divisão na escala de ajustamento é feitas de modo que uma unidade de ajustamento seja exatamente igual a seis unidades na escala de peso molecular. Os valores do peso molecular abaixo do alvo de 2000 são positivos. A razão é que a equação específica de ajustamento utilizada é:

xt – xt-1 = -1/6 (yt - 2000)

Ou seja, uma variação de seis unidades no peso molecular a contar de seu alvo de 2000 corresponde a uma variação de uma unidade na taxa de alimentação do catalisador. Além disso, se o peso molecular está acima do alvo, a taxa de alimentação do catalisador deve ser reduzida, a fim de levar o peso molecular em direção ao valor-alvo, enquanto que, se o peso molecular está abaixo do alvo, a taxa de alimentação do catalisador deve ser aumentada, a fim de levar o peso molecular em direção ao valor-alvo.

11-2.3 Variações do gráfico de ajustamento

É preciso fazer um ajuste no processo após cada observação. Pois podem surgir situações em que se deva levar em conta o custo ou a conveniência de um ajuste, para que não seja necessário interromper um determinado processo para a realização de ajustamento. Consequentemente, pode ser de interesse fazer alguma modificação no procedimento de ajuste de retroação, de modo que se façam ajustes menos frequentes.

Um método simples para fazer isto é o uso gráfico de ajustamento limitado, uma variante do processo, em que um ajustamento é feito somente em períodos para os quais a previsão MMEP está fora dos limites definidos por ±L. O valor-limite L usualmente é determinado com base em um julgamento técnico, levando em conta o custo de estar fora do alvo e o custo do ajustamento.

Há uma variável manipulável neste processo, e a relação entre a saída e esta variável é dada por:

yt –T= gxt

Suponha que L=10, isto significa que só fará u ajustamento no processo quando a MMEP exceder o valor de L ou L=-10. A economia e a facilidade de fazer ajustamentos são fatores típicos na escolha de L, mas aqui o fazemos de modo ligeiramente diferente. Calculando o ̂σMMEP utilizando o desvio- padrão fornecido. Assim temos:

σ̂MMEP =√ λ/(2-λ) σ

Os cálculos para a MMEP começa do zero, e que o primeiro período em que ela excede L=10 é o período 4. O ajustamento será calculado como de costume em um controle integral como:

xt – xt-1 = -λ/g (yt - T)

Os gráficos de ajustamento limitado são, em geral, bons substitutos para um ajuste a cada período. Eles usualmente resultam em um desempenho ligeiramente inferior quando comparados com o esquema “ajustar sempre”, mas em geral a piora é pequena.

Outra variação do gráfico de ajustamento encontrada na prática é o gráfico de ajustamento arredondado. Este procedimento é por vezes usado para ajudar o pessoal da operação a fazer ajustamento é “arredondada” para talvez quatro ou cinco zonas de cada lado, com cada zona correspondendo a ajustes fáceis de fazer.

11-2.4 Outros tipos de controladores de retroação

Consideramos um controlador de retroação para a regra de ajustamento do processo é:

g(xt – xt-1 ) = - λet

Onde et é o desvio d saída em relação ao alvo e λ é o parâmetro da MMEP. Somando esta equação, chegamos a equação abaixo onde xt é o nível ou ponto de fixação da variável manipulável no instante t.

xt = - λ/g ∑_(i=1)^t▒ei

Suponha agora que, para fazer ajustamentos razoáveis no processo, seja necessário levar em conta os dois últimos erros, et e et-1. A equação de ajustamento em termos de duas constantes c1 e c2.

g(xt – xt-1 ) = c1e1 + c2 et-1

Somando-se esta expressão, o ponto de fixação se torna onde kp = -(c2/g) e ki = (c1 + c2)/g. A equação de controle do ponto de fixação contém um termo que requer ações de controle “proporcionais”. As duas constantes kp e ki são os parâmetros de ação proporcional e integral, respectivamente. Trata-se de uma equação discreta de controle integral proporcional (IP).

xt = kpet + ki ∑_(i=1)^t▒ei

Suponha agora que o ajustamento dependa dos últimos três erros:

g(xt – xt-1 ) = c1e1 + c2 et-1+ c3 et-2

Somando, levamos à equação discreta de controle derivativo integral proporcional (DIP).

xt = kpet + ki ∑_(i=1)^t▒ei + kD (et – et-1)

11-3 Combinando CEP e CEnP

A teoria do controle de engenharia se baseia na ideia de que, se possível predizer a próxima observação do processo, ter alguma outra variável que possa manipular a fim de afetar a saída do processo, e conhecer o efeito desta variável manipulada de forma que possamos determinar a ação de controle que devesse ser aplicado, assim é possível fazer, na variável manipulada e no instante t, o ajuste que tem mais chance de produzir um valor no alvo da saída do processo no período t+1. Deve ter condições de mudar facilmente a variável manipulada. De fato, se o custo de efetuar uma ação de controle é desprezível, então pode-se minimizar a variabilidade