J.P.C. GUTIERREZ - MANUTENÇÃO INDUSTRIAL/AFERIÇÃO, CALIBRAÇÃO E AJUSTE DO REGISTRADOR GRÁFICO

 

Os registradores são extremamente úteis para solucionar problemas de controle de processo. Isso é especialmente verdadeiro quando o registrador é configurado para registrar não apenas a variável do processo, mas também o ponto de ajuste do controlador e as variáveis ​​de saída. Aqui está um exemplo de uma “tendência” típica mostrando a relação entre a variável do processo, o ponto de ajuste e a saída do controlador no modo automático, conforme representado graficamente por um registrador:

Aqui, o ponto de ajuste (SP) aparece como uma linha vermelha perfeitamente reta, a variável do processo como uma linha azul levemente errática e a saída do controlador como uma linha roxa moderadamente errática. Podemos ver nesta tendência que o controlador está fazendo exatamente o que deveria: mantendo o valor da variável de processo próximo ao setpoint, manipulando o elemento de controle final o quanto for necessário para isso. A aparência caótica do sinal de saída não é realmente um problema, ao contrário da primeira impressão da maioria das pessoas. O fato de a variável do processo nunca se desviar significativamente do ponto de ajuste nos diz que o sistema de controle está operando muito bem. O que explica a saída errática do controlador, então? A resposta a esta pergunta é qualquer fator que exija que o controlador altere sua saída para manter a variável de processo no ponto de ajuste. Variações na carga do processo seriam responsáveis ​​por isso: como outras variáveis ​​no processo mudam ao longo do tempo, o controlador é forçado a compensar essas variações para garantir que a variável do processo não se desvie do ponto de ajuste. Referindo-se ao nosso exemplo anterior de um sistema de controle de nível de água de caldeira de vapor, uma dessas variáveis ​​de influência é a demanda de vapor. Se esta tendência mostrar o nível de água do tambor de vapor (PV) e a posição da válvula de água de alimentação (Saída), as variações no sinal de saída do controlador podem ser indicativas de demanda de vapor aumentando e diminuindo, o controlador modulando o fluxo de água na caldeira para compensar adequadamente esta carga e manter um nível de água do tambor de vapor razoavelmente constante. Um sinal de saída extremamente flutuante o controlador é forçado a compensar essas variações para garantir que a variável do processo não se desvie do ponto de ajuste. Referindo-se ao nosso exemplo anterior de um sistema de controle de nível de água de caldeira de vapor, uma dessas variáveis ​​de influência é a demanda de vapor. Se esta tendência mostrar o nível de água do tambor de vapor (PV) e a posição da válvula de água de alimentação (Saída), as variações no sinal de saída do controlador podem ser indicativas de demanda de vapor aumentando e diminuindo, o controlador modulando o fluxo de água na caldeira para compensar adequadamente esta carga e manter um nível de água do tambor de vapor razoavelmente constante. Um sinal de saída extremamente flutuante o controlador é forçado a compensar essas variações para garantir que a variável do processo não se desvie do ponto de ajuste. Referindo-se ao nosso exemplo anterior de um sistema de controle de nível de água de caldeira de vapor, uma dessas variáveis ​​de influência é a demanda de vapor. Se esta tendência mostrar o nível de água do tambor de vapor (PV) e a posição da válvula de água de alimentação (Saída), as variações no sinal de saída do controlador podem ser indicativas de demanda de vapor aumentando e diminuindo, o controlador modulando o fluxo de água na caldeira para compensar adequadamente esta carga e manter um nível de água do tambor de vapor razoavelmente constante. Um sinal de saída extremamente flutuante Se esta tendência mostrar o nível de água do tambor de vapor (PV) e a posição da válvula de água de alimentação (Saída), as variações no sinal de saída do controlador podem ser indicativas de demanda de vapor aumentando e diminuindo, o controlador modulando o fluxo de água na caldeira para compensar adequadamente esta carga e manter um nível de água do tambor de vapor razoavelmente constante. Um sinal de saída extremamente flutuante Se esta tendência mostrar o nível de água do tambor de vapor (PV) e a posição da válvula de água de alimentação (Saída), as variações no sinal de saída do controlador podem ser indicativas de demanda de vapor aumentando e diminuindo, o controlador modulando o fluxo de água na caldeira para compensar adequadamente esta carga e manter um nível de água do tambor de vapor razoavelmente constante. Um sinal de saída extremamente flutuantepode indicar um problema em algum outro ponto do processo (colocando demandas indevidas no sistema de controle), mas certamente não há problema com o sistema de controle em si: ele está fazendo seu trabalho perfeitamente bem.

Os registradores tornam-se poderosas ferramentas de diagnóstico quando acoplados ao modo de controle manual do controlador. Ao colocar um controlador no modo “manual” e permitir o controle humano direto sobre o elemento de controle final (válvula, motor, aquecedor), podemos dizer muito sobre um processo. Aqui está um exemplo de registro de tendência para um processo no modo manual, onde a resposta da variável do processo é vista graficamente em relação à saída do controlador conforme essa saída é aumentada e diminuída em etapas:

Observe o atraso de tempo entre quando o sinal de saída é “escalonado” para um novo valor e quando a variável do processo responde à mudança. Esse atraso é chamado de tempo morto e geralmente é prejudicial para o desempenho do sistema de controle. Imagine tentar dirigir um automóvel cujas rodas dianteiras respondam à sua entrada no volante somente após um atraso de 5 segundos! Este seria um carro muito desafiador para dirigir. O mesmo problema afeta qualquer sistema de controle industrial com um intervalo de tempo entre o elemento de controle final e o transmissor. As causas típicas desse problema incluem atraso de transporte (onde há um atraso físico resultante do tempo de trânsito de um meio de processo do ponto de controle ao ponto de medição) e problemas mecânicos no elemento de controle final.

Este próximo exemplo mostra outro tipo de problema revelado por um registro de tendência durante o teste no modo manual:

Aqui, vemos o processo respondendo rapidamente a todas as mudanças na saída do controlador, exceto aquelas que envolvem uma mudança de direção. Esse problema geralmente é causado por fricção mecânica no elemento de controle final (por exemplo, gaxeta da haste da válvula “pegajosa” em uma válvula de controle acionada pneumaticamente) e é análogo à direção “frouxa” em um automóvel, onde o motorista deve girar o volante um pouco mais depois de inverter a direção da direção. Qualquer pessoa que já dirigiu um velho trator agrícola sabe como é esse fenômeno e como ele afeta negativamente a capacidade de dirigir o trator em linha reta.

Às vezes, torna-se útil colocar temporariamente um registrador em um sistema de instrumentação para fins de diagnóstico. No nível mais simples, isso pode consistir em um multímetro digital (DMM) conectado para medir a tensão ou corrente do sinal, com seu modo de captura “mínimo/máximo” ativado. Em um nível mais complexo, isso pode ser um computador pessoal executando um software gráfico de dados, conectado ao circuito de instrumentação por meio de um módulo de aquisição de dados (DAQ) que converte a tensão analógica do circuito ou os sinais de corrente em valores digitais legíveis pelo computador.

AFERIÇÃO, CALIBRAÇÃO E AJUSTE DO REGISTRADOR GRÁFICO

Para calibrar um registrador gráfico, instale uma folha em branco de um gráfico de 24 horas e siga estas etapas:

1.   Defina o registrador gráfico para uma velocidade inicial de 24 horas.

2.   Permita o acesso à câmara de teste conectando o sensor de temperatura, pressão, fluxo ou vazão a um cabo de extensão.

3.   Use um plugue de acesso de espuma branca para vedar a abertura e conectar a fonte de alimentação.

4.   Altere o sensor de temperatura, pressão, fluxo ou vazão para o acessório do manifold com o sensor de temperatura da câmara 2500.

5.   Se possível, ajuste a velocidade do registrador gráfico para 24 horas.

6.   Abra o software do registrador de gráficos e selecione Novo perfil.

7.   Selecione cada célula que precisa ser alterada e decida sobre um ponto de teste de calibração.

8.  Use 20% de UR como o primeiro ponto de teste e escolha 2500 como temperatura, pressão, fluxo ou vazão máxima.

9.  Selecione Não para condições de imersão garantidas e salve o perfil no menu.

10. Localize o menu Executar na barra de ferramentas e crie um perfil automático para mostrar 2500 como o primeiro ponto de teste.

11.Revise a execução de 2500 e exiba a leitura da tela a 20% de UR.

12. Monitore a calibração do registrador de temperatura, pressão, fluxo ou vazão para garantir que a saída coincida com o registro do gráfico.

13. Aguarde um período prolongado e revise o gráfico que exibe o perfil com base nos 20% de UR.

Com o gráfico final e exibição de 20% de umidade relativa, o registrador gráfico de sua empresa produziu uma imagem visual que você pode usar se tiver problemas novamente. Executar um procedimento completo de calibração do registrador gráfico também garante que seu registrador gráfico continue a produzir sinais elétricos precisos para uso futuro.