Cesgranrio · Transpetro · Profissional de Nível Médio Júnior, ênfase Manutenção – Elétrica · 2023 · questão 35

Cesgranrio Transpetro 2023 Manutenção elétrica · Modelagem, realimentação e controle em malha fechada

Questão 35

Em uma indústria de alimentos, um controlador PID (Proporcional, Integral e Derivativo) é empregado para regular a temperatura de um forno industrial. Durante a operação, técnicos notam que

a temperatura dentro do forno nunca atinge o setpoint desejado, sempre ficando abaixo, independentemente da duração da operação;
quando o forno é ligado, há um rápido aumento de temperatura, mas esse aumento diminui drasticamente à medida que se aproxima do setpoint;
em resposta a uma perturbação, como a abertura da porta do forno, o sistema tem uma recuperação muito lenta, demorando a retornar à temperatura alcançada.

Com base nesses sintomas, sugere-se má configuração nos seguintes componentes do controlador PID:

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Resposta da banca: E

Resolução comentada

Situar o problema antes de resolver.

Assunto

Controle em malha fechada — os sintomas de cada ação do PID mal ajustada.

Objetivo

Ligar três sintomas de um forno a componentes do PID mal configurados. O que está em jogo é conhecer o papel de cada ação: o erro em regime, temperatura sempre abaixo do setpoint, denuncia a ação integral; a resposta que perde força perto do alvo e a recuperação lenta denunciam ganho proporcional baixo.

Conceitos para revisar

Ação proporcional

Empurra proporcionalmente ao erro. Ganho baixo dá resposta que enfraquece à medida que o erro diminui e recuperação lenta depois de uma perturbação. Sozinha, sempre deixa um erro residual.

\[u_P = \text{K}_{p}\,e(t)\]

\(e\)erro, setpoint menos medida

\(\text{K}_{p}\)ganho proporcional

Ação integral

Acumula o erro no tempo e continua empurrando enquanto houver erro: é a ação que zera o erro em regime. Se está fraca ou ausente, a temperatura fica abaixo do setpoint para sempre.

\[u_I = \text{K}_{i}\int e\,dt\]

elimina o erro de regime permanente

Ação derivativa

Reage à velocidade do erro, freando oscilações e ultrapassagens. Os sintomas do enunciado não falam de oscilação nem de ultrapassagem.

\[u_D = \text{K}_{d}\,\dfrac{de}{dt}\]

mal ajustadaoscilação ou ruído, não erro de regime

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