Uma vez que o seleção e o instalaçãoProcederemos ao comissionamento de válvulas de controle em sistemas de vapor e, para isso, aprenderemos os métodos práticos de configuração de um controlador, o que, em princípio, deve ser feito individualmente para corresponder às características de um determinado sistema.
Embora existam várias técnicas diferentes pelas quais se pode conseguir um controlo estável e rápido, o método Ziegler-Nichols provou ser muito eficaz.
O método Ziegler-Nichols
O método de resposta em freqüência Ziegler-Nichols (às vezes chamado de método de balanço crítico) é muito eficaz para definir a configuração de um controlador para a carga real. O método utiliza o controlador como um amplificador para alcançar o ponto de instabilidade. Neste ponto, todo o sistema está operando de tal forma que a temperatura flutua ao redor do set point com uma amplitude constante, como mostrado no gráfico abaixo:
Um pequeno aumento no ganho, ou uma banda proporcional reduzida, tornará o sistema instável e a válvula de controle começará a oscilar com um aumento na amplitude. Por outro lado, um aumento na banda proporcional tornará o processo mais estável e a amplitude será sucessivamente menor. No ponto de instabilidade, a característica do sistema é obtida para as condições reais de operação, incluindo o trocador de calor, válvula de controle, atuador, tubulação e sensor de temperatura.
No comissionamento de válvulas de controle em sistemas de vapor, os ajustes do controlador podem ser determinados pelo método Ziegler-Nichols, lendo o período de tempo (Tn) dos ciclos de temperatura e o ajuste real da faixa proporcional no ponto de instabilidade.
Na colocação em funcionamento das válvulas de regulação em sistemas de vapor, o procedimento para seleccionar os parâmetros PID, utilizando o método Ziegler-Nichols, é o seguinte:
- Remova a ação integral sobre o controlador, aumentando o tempo integral (Ti) ao seu máximo.
- Remova a ação derivada do controlador, definindo o tempo da derivada (TD) como 0.
- Espere até que o processo atinja uma condição estável.
- Reduzir a banda proporcional (aumentar o ganho) até que o ponto de instabilidade seja alcançado.
- Meça o tempo de um período (Tn) e anote a definição real da banda P (banda proporcional) do controlador neste ponto.
- Com esta configuração como ponto de partida, calcule as configurações apropriadas do controlador de acordo com os valores da tabela abaixo:
As configurações do controlador podem ser ainda mais ajustadas para aumentar a estabilidade ou resposta. O impacto da alteração dos parâmetros PID sobre a estabilidade e resposta do controle é mostrado na tabela a seguir:
Transferência sem emendas
As especificações técnicas dos controladores incluem muitos outros termos e um que é frequentemente encontrado é "transferência livre de saltos". A maioria dos controladores incorpora um interruptor "Manual" - "Automático" e há alturas em que certas situações de controlo requerem controlo manual. Isto faz com que seja necessário interromper o loop de controle automático.
Sem a transferência sem saltos, a transferência de Auto para Manual e vice-versa significaria que os níveis de controle seriam perdidos, a menos que o sinal de saída manual correspondesse ao sinal de saída automática. A transferência sem operação assegura que os sinais de saída, seja Manual para Automático ou Automático para Manual, coincidam e só seria necessário mover o interruptor em conformidade.
Controladores auto-ajustáveis
No pequeno espaço de um controlador moderno, encontramos microprocessadores que incorporam algumas funções que antes exigiam um computador. Entre elas está a capacidade de "sintonia automática". Há muitos anos, os controladores estão disponíveis que não precisam mais de um engenheiro de comissionamento de válvulas de controle do sistema de vapor para passar pelo processo de definição dos termos do PID.
É o próprio controlador auto-regulador que muda para o controlo tudo/nada durante um determinado período de tempo. Durante este período analisa os resultados das suas respostas e calcula e ajusta os seus próprios termos PID. Anteriormente a função de sintonia automática só podia ser aplicada durante a inicialização do sistema, uma vez definida pelo controlador, os termos do PID permanecem constantes, independentemente de alterações subsequentes no processo.
O controlador moderno pode agora operar o que é chamado de função adaptativa, que não só define os termos iniciais do PID necessários, mas também monitora e reajusta esses termos, se necessário, de acordo com mudanças no processo durante condições normais de operação. Estes controladores estão prontamente disponíveis e são relativamente baratos. Eles estão se tornando cada vez mais utilizados, mesmo para tarefas de controle relativamente pouco sofisticadas.
Se estiver interessado em saber mais sobre o comissionamento de válvulas de controle em sistemas a vapor, convidamo-lo a subscrever o Boletim Informativo Steam for Industrycom o qual você receberá informações sobre a gestão eficiente dos sistemas de vapor.
Instalação de válvulas de controlo em sistemas de vapor
