Controle multi-loop para sistemas de vapor (Parte 2)

Neste artigo detalharemos o controle multi-loop para sistemas de vapor, assim como o controle mono-loop e o controle em cascata, todos os quais estão incluídos no malhas de controle para sistemas de vapor mencionado no artigo anterior.

Antes de ir com o controle multi-loop para sistemas de vapor, é necessário mencionar que o controle de laço único é a mais simples das malhas de controle, com apenas uma variável controlada, por exemplo, a temperatura. Para explicar melhor, vamos pegar o trocador de vapor de água mostrado na figura abaixo:

A única variável controlada nesta figura seria a temperatura da água que sai do permutador de calor. Isto é conseguido através do controlo da válvula de 2 vias que fornece vapor ao permutador de calor. O sensor primário pode ser um termopar ou um sensor de temperatura de resistência de platina PT100 para detectar a temperatura da água.

O controlador compara o sinal do sensor com o set point no controlador. Se houver uma diferença, o controlador envia um sinal para o atuador da válvula, que, por sua vez, move a válvula para uma nova posição. O controlador também pode incorporar um sinal de saída indicando a percentagem de abertura da válvula.

A grande maioria dos controles para sistemas de aquecimento e processos industriais são simples laços de controlo. Na verdade, outros termos usados para se referir a loops de controle para sistemas de vapor são:

• Controle de set point.
• Controlo simples em circuito fechado.
• Controlo de feedback.

Entretanto, para entender o controle multi-loop para sistemas de vapor veremos tanto a figura inicial quanto a seguinte, que mostra uma aplicação de um produto baseado no movimento lento da madeira, deve ser controlada a um certo nível de umidade.

Na primeira figura deste artigo, um único sensor de umidade no final da esteira transportadora controla a quantidade de calor adicionada pelo forno. Mas, se a taxa de pulverização de água mudar devido, por exemplo, a flutuações na pressão de fornecimento de água, pode levar cerca de 10 minutos até que o produto chegue ao fim da correia transportadora e o sensor de umidade reaja. Isto irá causar variações na qualidade do produto.

Para melhorar o controle, um segundo sensor de umidade em outro laço de controle imediatamente após o spray de água, como mostrado imediatamente acima. Este sensor de umidade fornece ao controlador uma entrada remota com um setpoint que é usado para compensar o setpoint local. O setpoint local é ajustado para a umidade necessária após o forno. Esta é uma amostra simples de um controle multi-loop para sistemas de vapor.

Este sistema de controlo da humidade consiste em dois laços de controlo:

• Loop 1 controla a pulverização de água.
• Loop 2 controle de remoção de água.

Dentro deste processo, uma série de fatores influenciará os loops. Alguns factores, como a pressão da água, afectarão os loops. O loop 1 tentará corrigir este fator, mas qualquer erro resultante terá um impacto no loop 2.

 

Controle em cascata

Quando duas variáveis independentes devem ser controladas por uma válvula, pode ser usado um sistema de controle em cascata.

Esta última figura mostra um recipiente com camisa de vapor cheia de líquido. Os aspectos essenciais do processo são muito rigorosos.

• O produto no recipiente deve ser aquecido até uma certa temperatura.
  O vapor não deve exceder uma determinada temperatura ou o produto pode deteriorar-se.
• A temperatura do produto não deve subir acima de uma determinada taxa ou o produto pode deteriorar-se.

Se apenas um dos laços de controle para sistemas de vapor com o sensor no líquido for usado, no início do processo o sensor detectará uma baixa temperatura e o controlador enviará um sinal para a válvula para se mover para a posição totalmente aberta. O resultado seria um problema causado pela temperatura excessiva do vapor na jaqueta.

A solução seria usar um controle em cascata usando dois controladores e dois sensores:

• Um controlador escravo (controlador2) e um sensor de temperatura de vapor na camisa e o envio de um sinal de saída para a válvula de controle.
• Um controlador mestre (1) e um sensor de temperatura do produto com um sinal de saída do controlador para o controlador escravo.
• O sinal de saída do controlador principal é usado para variar o set point no controlador escravo, garantindo que a temperatura do vapor não seja excedida.

Convidamo-lo a conhecer o modo de controle tudo ou nada para sistemas de vaporque é uma das formas em que pode ser relacionada com a movimento de válvula com a mudança de temperatura no ambiente controlado. E, se quiseres saber mais sobre válvulas de controle para sistemas de vapor, subscreva o Boletim Informativo Steam for IndustryO conteúdo mais recente sobre as novas tendências em vapor industrial está disponível para você como um recurso.