Controle Aplicado em Tempo Real a uma Planta de Temperatura: Resultados Experimentais Anny Verly, Rodrigo Augusto Ricco, Fábio Gomes dos Santos, Humberto Mendes Mazzini Departamento de Engenharia Elétrica, UFSJ - Universidade Federal de São João del-Rei annyverly@yahoo.com.br, rodrigo.ricco@yahoo.com.br, fabiogseng@yahoo.com.br, humazzini@ufsj.edu.br Abstract- Most industrial processes are controlled by proportional-integral-derivative (PID) controllers. The popularity of PID controllers is due to their simplicity both from design and parameter tuning points of view. This work implements a system for the temperature control in a didactic system. Initially a PID controller was investigated, adjusted according to classic methodologies. After, a genetic algorithm method was applied in the system. These instructions give you basic guidelines for preparing camera-ready papers for conference proceedings. Real-time experimental results demonstrated the effectiveness and usefulness for tuning PID parameters via this evolution process. I. INTRODUÇÃO No setor industrial são poucos os processos que não apresentam alguma forma de automação ou monitoração de operação. A forte concorrência do mercado faz surgir a necessidade de uma linha de produção veloz, capaz de obter resultados ótimos sem desperdício de recursos. Por este motivo, processos monitorados e automatizados se fazem tão importantes para indústrias de alta produtividade [1]. Em processos industriais no qual a temperatura é uma variável fortemente envolvida no sistema, sua medição e controle são vitais para a qualidade do produto e a segurança não só das máquinas como também do operador. Independentemente do tipo de processo, ela pode promover mudanças no ritmo da produção, qualidade do produto, segurança do equipamento e/ou pessoal, consumo de energia e por conseqüência o custo de produção [2]. Nesse sentido, esta pesquisa teve como objetivo realizar trabalhos experimentais em uma planta didática de controle de temperatura, de modo a promover uma conexão entre o ensino da teoria e da prática de sistemas de controle e assim fazer uma análise comparativa dos métodos de controle aplicados a uma planta de temperatura. Este trabalho baseou-se na utilização do módulo didático de temperatura 2302, produzido pela “Datapool Eletrônica”. O objetivo da planta é demonstrar didaticamente a operação dos diversos processos que envolvem o segmento da indústria no que se refere à medição da variável temperatura [3]. Inicialmente, propôs-se um estudo da dinâmica do processo envolvido. Foram feitas simulações computacionais do modelo aproximado para o sistema térmico associado a uma lâmpada de aquecimento. Logo após foram aplicados métodos de sintonia de controladores PID convencionais da teoria de controle e baseados em Algoritmos Genéticos. Por fim, os resultados teóricos e experimentais foram comparados e analisados. Vale destacar que o controle foi realizado em tempo real e pôde ser monitorado por meio da construção de um sistema supervisório. O principal objetivo deste artigo está na contextualização da teoria com a prática e na comparação dos resultados práticos obtidos pelo controle aplicado. Uma explicação mais detalhado de métodos de sintonia de controladores PID pode ser vista em [1; 5; 6; 7; 8; 13]. II. METODOLOGIA E RESULTADOS A. Módulo de Temperatura e o Sistema de Controle A Figura 1 ilustra um sistema de aquecimento típico [3]. Dispositivos como resistências de aquecimento, queimadores e outros, produzem a partir de um valor de potência (V p ), um fluxo de calor (q i ) para caldeiras, fornos e estufas, necessário para aquecer este sistema. A grandeza típica controlada é a temperatura (T) e geralmente depende também do fluxo de energia (q 0 ) que escapa para o meio externo, da temperatura ambiente (T a ), da capacidade (C) e da resistência (R) do sistema. Informações de temperatura são fornecidas através de transdutores específicos. Instrumentações associadas aos transdutores fornecem sinais elétricos (em tensões ou correntes) proporcionais às grandezas medidas (neste exemplo, o sinal V T ). Sistemas de aquecimento com resistências elétricas frequentemente utilizam elementos de chaveamento para variar a potência elétrica. Muitos destes elementos usam técnicas de modulação para modificar, de maneira contínua, os níveis de tensão ou corrente elétrica na resistência de aquecimento (um sinal de comando, V u ,varia de forma contínua o valor da tensão,V p , na resistência de aquecimento). O módulo de temperatura é constituído por circuito transdutor, driver de acionamento, conector de acesso, protoboard e fontes de alimentação. Fig. 1. Sistema de Aquecimento.