![Page 1: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/1.jpg)
Controle de Processos Industriais
Brasília, 2016
Prof. Eduardo Stockler Tognetti [email protected]
Controle e Automação - LARA
Engenharia de Controle e Automação (Mecatrônica) Universidade de Brasília – UnB, Brasil
![Page 2: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/2.jpg)
• Processos industriais
• Desafios do Engo. De Controle e Automação
• Controle de Processos Industriais
2
Apresentação
![Page 3: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Experiência Profissional Overview
Formação
• Engo. Eletricista (Ênfase em Controle) – USP/EESC (2002)
• Mestre em Controle e Automação – USP/EESC (2006)
• Doutorado em Controle e Automação – UNICAMP/FEEC (2011)
Experiência Profissional
• Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011)
• Gerenciamento PIMS, Automação industrial e Controle dos processos industriais (process control & drive system)
UnB
• Depto. Enga. Elétrica, Laboratório de Automação e Robótica (LARA)
• Disciplinas EQ
• Controle de Processos
• Instrumentação de Controle de Processos
• Laboratório de Controle de Processos
![Page 4: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Experiência Profissional Indústria de Processos
2003-2006
• Engenheiro de Automação Jr. -- Votorantim Celulose e Papel.
• Implantação e administração de sistema de gerenciamento de informações de processo (PIMS)
• Especificações
• Desenvolvimento de software
• Aplicações: monitoramento de processo e malhas de controle
![Page 5: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Experiência Profissional Indústria de Processos
2006-2009
• Engenheiro de Automação Pl. -- Votorantim Celulose e Papel
• Líder de equipe, comissionamento e partida de novas máquinas.
• Gestão da Qualidade Total da automação industrial.
2009-2011
• Engenheiro de Automação Sr. -- Fibria Celulose S.A.
• Manutenção, melhoria e desenvolvimento dos sistemas de automação do processo produtivo.
• Otimização, sintonia e melhoria nas estratégias de controle.
• Áreas de atuação: redes e controladores industriais, instrumentação e controle de máquinas elétricas.
![Page 6: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/6.jpg)
6
![Page 7: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/7.jpg)
7
![Page 8: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/8.jpg)
Processos Industriais
![Page 9: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/9.jpg)
Processo
• Transformar matéria prima em produtos, através de operações fisicas e químicas
• Exemplos – refinaria de petróleo – usina de açúcar e álcool – amônia – ...
![Page 10: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/10.jpg)
Desafios em controle e automação em processos
de fabricação
Indústria de Celulose e Papel
13
![Page 11: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/11.jpg)
Processo Celulose e Papel
14
![Page 12: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/12.jpg)
Visão Geral do Processo de Celulose
15
![Page 13: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/13.jpg)
Processo Papel
16
![Page 14: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/14.jpg)
17
Etapas do processo de fabricação do papel
ACABAMENTO DEPURAÇÃO
PULPER
REFINADORES
TANQUE DE
MISTURA
TANQUE DA
MÁQUINA
CARGAS
QUÍMICOS
ANILINAS
CELULOSE
COZINHA
MATÉRIAS-PRIMAS
PREPARAÇÃO
MÁQUINA
ALIMENTAÇÃO
DA MÁQUINA
MESA PLANA (FORMAÇÃO)
PRENSAS
SECAGEM
CALANDRAGEM
ENROLADEIRA
APLICADOR
TINTA
SECAGEM
![Page 15: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/15.jpg)
Desafios para o engenheiro de controle e automação na indústria
18
![Page 16: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/16.jpg)
20
FC
027
LC
205
LC
041 < <
<
A D0
EOP
D1 DN D2
LY
041
LC
311
LY
311
LY
205
PC
065
LC
110 <
LY
110
PC
189B
PC
229
= Controladores de processo
Controle de Processo
![Page 17: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/17.jpg)
25
Controles (Refinação)
• Situação atual
• Refinação: O set-point dos refinadores não é alterado
automaticamente de acordo com a análise do laboratório.
• Também não é utilizada a informação de potencia especifica
• Melhoria na estratégia de controle
(Sindus, Andritz)
• Controle baseado na potencia especifica e na análise do laboratório
de dados de antes e depois do refinador.
• Desenvolvimento de um analisador virtual.
Controle de Processo
Análise de desgaste/ tempo de vida equipts.
![Page 18: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/18.jpg)
26
Preparação de Massa
Adição de cargas minerais e aditivos
Controle de
Qualidade
Auditoria consumos
![Page 19: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/19.jpg)
Receita de Fabricação
Especificação
do Produto
Set Point
Impacto da
Redução de
Variabilidade
Novo Set Point
Set Point
Mais perto da
especificação
Especificação
Controle de Processo =>
Custos
![Page 20: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/20.jpg)
TREINAMENTO FABRICAÇÃO DE CELULOSE E PAPEL–TAPPI 2004 CAIXA DE ENTRADA
Objetivos da Caixa de Entrada
Distribuição uniforme da massa tratada em relação à largura
da máquina (CD);
Equalização do fluxo de massa e da velocidade;
Caixa de entrada Modulo Jet (Profilmatic, Voith):
correção automática do perfil transversal
de g/m2.
Controle avançado de processos
![Page 21: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/21.jpg)
Scanning Platform
Gramatura (BW)
Umidade (MO)
Cinzas
To
Reel Camada
Inferior
F2 F1
Camada
Superior
Scanning Platform
Gramatura (BW)
Umidade (MO)
Dryer Section
Dryer
Secti
on
Controle
MD
Controle
CD
![Page 22: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/22.jpg)
TREINAMENTO FABRICAÇÃO DE CELULOSE E PAPEL–TAPPI 2004
Impacto no processo:
Controle
multivariável
![Page 23: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/23.jpg)
TREINAMENTO FABRICAÇÃO DE CELULOSE E PAPEL–TAPPI 2004
Prensa Compacta
Instrumentação de processos
![Page 24: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/24.jpg)
Instrumentos de Campo
Afeta desempenho do controle
Pressão aplicada para destrancar
Pontos de agarramento
Pressão aplicada para pequenos trancamentos
![Page 25: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/25.jpg)
A operação de secagem retira a água dentro da fibra,
proporcionando a secagem interna da mesma
Folha
Tela
Rolo guia
da tela
Cilindro secador
SEÇÃO DE SECAGEM:
![Page 26: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/26.jpg)
TREINAMENTO FABRICAÇÃO DE CELULOSE E PAPEL–TAPPI 2004
Seção de Secagem sem Coifa
Controle de máquinas elétricas
![Page 27: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/27.jpg)
Controle multivariável de
processos
Consumo de vapor para controle de
umidade
Complexidade
![Page 28: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/28.jpg)
40
Set-up de operação
(baseline)
Otimização no controle de
umidade
![Page 29: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/29.jpg)
TREINAMENTO FABRICAÇÃO DE CELULOSE E PAPEL–TAPPI 2004 APLICAÇÃO DE REVESTIMENTO
O aplicador é um conjunto de rolos que
tem função de revestir o papel com
amido, pigmento ou tinta, de modo a
melhorar a superfície do papel, resistência
e printabilidade.
Controle fisico-químico
![Page 30: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/30.jpg)
Receitas de Fabricação
43
Elaboração de Receitas (P&D)
![Page 31: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/31.jpg)
FLUXOGRAMA BÁSICO
Elaboração de Fluxogramas de
Processo
![Page 32: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/32.jpg)
Soft Calandra
![Page 33: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/33.jpg)
46
Conceitos
Energia aplicada:
Pressão Absoluta ( na área dos pistões LA e LC kg/cm2 )
Pressão Específica ( na área do NIP kgf/cm2 )
Efeitos: Alteração de Espessura
Alteração de Densidade
Alteração de Corpo
Alteração de Porosidade
Largura do NIP
Variáveis: Pressão
Tempo no NIP
Umidade
Temperatura
Material à calandrar
Material dos Rolos
CALANDRAGEM
0 -
25 -
50 -
50
-
15
0 -
25
0 -
9.97 %
4.33 %
0.37 %
Bri
lho
TA
PP
I 7
5o
Temperatura do rolo metálico (oC)
EFEITOS DA UMIDADE DO PAPEL
Experiência de Campo
Efeito das variáveis de processo.
![Page 34: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/34.jpg)
Enroladeira
![Page 35: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/35.jpg)
Máquinas de Papel: processo multivariável
48
Análise multivariável de
processos KPIs
![Page 36: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/36.jpg)
49
Engo. Controle e Automação
Controle de Processos Industriais
![Page 37: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/37.jpg)
50
Frentes de Trabalho
![Page 38: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/38.jpg)
51
Objetivos
![Page 39: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/39.jpg)
Objetivos do Controle de Processos
Gerais
• Segurança
– Pessoas e equipamentos
• Motivações econômicas
– Atender especificações de qualidade
– Minimizar gastos energéticos
– Minimizar desperdícios/ consumo de insumos
– Maximizar produtividade e eficiência
– Maximizar tempo de vida dos equipamentos
• Meio-ambiente
Específicos
• Atenuar distúrbios
• Garantir estabilidade
• Otimizar desempenho ($)
• Combinação das acima
![Page 40: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/40.jpg)
Refugo e Matéria Prima
Produtividade
Qualidade do Produto
Especificação
do Produto
Redução de Custos com Matéria Prima e Energia
Redução do
Custo de
Refugos
Set Point
Impacto da
Redução de
Variabilidade
Novo Set Point
Aumento de Qualidade
Set Point
Mais perto da
especificação
Aumento de
Custos de
Matéria Prima
e Energia
$$$
Redução da Variabilidade
![Page 41: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/41.jpg)
EFEITO DA MARGEM DE SEGURANÇA DO OPERADOR (EX.: CONTROLE DE ALVURA)
Especificação = 88 ºISO
SP = 89 ºISO
Novo SP = 88,1 ºISO
![Page 42: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/42.jpg)
55
Estratégia de Controle
Nível
Vazão
Variabilida
de
Processo
f(x)
SP E PV
Perturbação com Freqüência e
Amplitude Variáveis
D
![Page 43: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/43.jpg)
Representação de Processos (P&ID , pipping and instrumentation diagram)
![Page 44: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/44.jpg)
Desafios e Oportunidades
Engenheiro de Controle e Automação
57
![Page 45: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/45.jpg)
Malhas de Controle
• Estatísticas – 30% das malhas em manual
– 30% problemas em sensores, atuadores
– 20% projeto errado e/ou inadequado
– 85% mal sintonizadas (30% sem sentido)
– 85% com desempenho insatisfatório
– 90% das plantas tem um de seus turnos de operadores melhor que os outros
• Somente 20% das malhas operam melhor em automático que em manual !
Fonte: Revista Controle & Instrumentação
![Page 46: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/46.jpg)
Problemas Típicos Encontrados
Medição
Controle
Válvula
Processo
• Variabilidade
• Ruído
• Não-lineraridade • Projeto/conceito ruim
• Em manual
• Sintonia
• Saturada
• Com Agarramento
• Com Folga
• Distúrbios
• Mudanças do operador
• Interações entre variáveis
![Page 47: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/47.jpg)
Instrumentos
![Page 48: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/48.jpg)
Características não-lineares de válvulas de controle
Inerente Instalada
![Page 49: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/49.jpg)
Efeito das não-linearidades
![Page 50: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/50.jpg)
Problemas em Válvulas
![Page 51: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/51.jpg)
Problemas em Válvulas
Pressão aplicada para destrancar
Pontos de agarramento
Pressão aplicada para pequenos trancamentos
![Page 52: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/52.jpg)
Controle de Processos
Estratégias
![Page 53: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/53.jpg)
Modelagem de Processos
• Teórico (caixa branca)
– Modelagem física ou fenomenológica
• Empírico (caixa preta)
– Dados entrada-saída
• Teórico-Empírico (caixa cinza)
– Estratégia combinada
Processos industriais
𝐺 𝑠 =𝐾
𝜏𝑠 + 1, 𝐺 𝑠 =
𝐾
(𝜏1𝑠 + 1)(𝜏2𝑠 + 1)𝑒−𝜃𝑠 𝐺 𝑠 =
𝐾
𝜏𝑠 + 1𝑒−𝜃𝑠,
![Page 54: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/54.jpg)
Controle de Processos
ProcessoControlador
SensorTransdutor
Elemento final
de controle
Transmissor
SetPoint
Variável deProcesso
SP
PV
MV
VariávelManipulada
temperatura
pressão
nível
vazão
tensão mecânica
deslocamento
tensão elétrica
impedância
elétricapneumática
hidráulica
![Page 55: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/55.jpg)
Controlador PID • Largo uso industrial (90% [YS91])
• Ações de controle & sintonia de fácil entendimento
• Compromisso simplicidade/ desempenho
![Page 56: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/56.jpg)
Controles de uma coluna de destilação
![Page 57: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/57.jpg)
Controle Regulatório x Avançado
• Controle Regulatório: PID
• Controle Não-convencional: cascata, antecipatório, seletivo, relação, split range
• Controle Inferencial
• Controle Avançado; – Controle Robusto;
– Controle Adaptativo;
– Controle Preditivo Multivariável;
– Controle Globalmente Linearizante
![Page 58: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/58.jpg)
Controle Avançado
• Anos 60: qualquer algoritmo ou estratégia de controle que derivasse do PID clássico;
• Anos 70: computadores de processo permitiram a implementação de controladores do tipo Feedforward, Multivariável e Ótimo;
• Proliferação de técnicas ditas avançadas de controle: avanços na indústria eletrônica, especialmente no desenvolvimento de dispositivos computacionais de baixo custo, ocorrida a partir dos anos 70.
![Page 59: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/59.jpg)
Controle Antecipatório
Controlador Antecipatório
Controlador Realimentação
Processo 𝐺𝑀
𝐺𝐷
𝑚𝑎(𝑡)
𝑚𝑟(𝑡)
𝑚(𝑡)
𝑐(𝑡) 𝑑(𝑡)
𝑠(𝑡)
• Antecipação da ação do distúrbio no processo
• Necessária medição dos distúrbio (custo)
• Conhecimento da dinâmica do processo (uso combinado)
![Page 60: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/60.jpg)
Controle Antecipatório
Trocador de calor
![Page 61: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/61.jpg)
Controle em Cascata
Gc1(s) +
-
+ Gc2(s) G2(s) G1(s)
-
R1(s
)
R2(s
)
Y2(s
) Y1(s
)
laço secundário
laço primário
• Sintonia de múltiplas malhas: malha a malha
• Tentativa e erro e tabelas de parâmetros de ganhos P, I e D
• Dificuldades em atender parâmetros de desempenho
![Page 62: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/62.jpg)
Controle em Cascata
Reator com Pré-Aquecimento
![Page 63: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/63.jpg)
Acionamento e Controle de Máquinas Elétricas
Exemplo de Controle em Cascata
![Page 64: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/64.jpg)
Controle de Processos Acionamentos Industriais
Acionamento digital Acionamento analógico
![Page 65: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/65.jpg)
Processo de Controle de Tensão da Folha de Papel
![Page 66: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/66.jpg)
Controle em Cascata
![Page 67: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/67.jpg)
Acionamento Digital Software: Drive ES – Starter,
Siemens
Acionamento: Sinamics S120,
Siemens
Controlador: PCS7, Siemens
![Page 68: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/68.jpg)
Malha de Controle de Velocidade
![Page 69: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/69.jpg)
Pré-Controle (torque)
![Page 70: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/70.jpg)
Malha de Controle de Corrente
![Page 71: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/71.jpg)
Malha de Controle de Tensão do Papel (3ª malha)
![Page 72: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/72.jpg)
Rebobinadeiras
![Page 73: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/73.jpg)
Sistemas de Controle: Rebobinadeira
Controles Desenroladeira:
• Tensão da folha (célula de carga)
• Torque motor (cálculo inércia bobina, perdas fricção, diâmetro, curva fluxo campo)
Controles Enroladeira:
• Controle dureza da bobina (pressão alívio I/P rolo suporte, função do diam.)
• Divisão de carga (mestre/escravo): v mestre (RST) x overspeed com
tq_lim_sup_RSD=tq_ref_RSD (50-60% tq_total varia com diâmetro: dureza)
Geral: cálculo diâmetro e espessura => controle do comprimento (critério de parada)
![Page 74: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/74.jpg)
Controle Mestre-Escravo
Sistema
Calandra
• Mestre: malha de velocidade (referência do processo)
• Escravo: malha de torque (referência % torque do mestre)
• Referência da malha de torque (instável com perda do contato
mecânico)
• Saturação da malha de velocidade
• Aplicações: contato mecânico,
divisão de carga, etc.
![Page 75: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/75.jpg)
Speed Droop Control
Aplicações:
• Contato mecânico de cargas acionadas
• Divisão de carga
• Controle de tensão em malha aberta (sem célula de carga/ dancer)
• Referência de droop (% de queda de velocidade a 100% de torque), 5%
Conceito:
• Velocidade cai com o aumento da carga do motor (torque)
Malha
Velocidade
Referênci
a
SP
Droop torque
-
Por que uma estratégia que diminui
a eficiência da malha de
velocidade?
![Page 76: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/76.jpg)
Dinâmicas Complexas
• É possível garantir estabilidade e desempenho para toda faixa de operação?
• Como projetar sistemas de controle baseado em critérios ótimos?
• Como garantir que as especificações serão atendidas sob incertezas dos modelos?
• Como projetar controladores multivariáveis de modo integrado?
![Page 77: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/77.jpg)
Dinâmicas Não-Lineares
![Page 78: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/78.jpg)
Sistemas Não-Lineares
𝑥 = 𝑓 𝑥, 𝑢 , 𝑦 = ℎ 𝑥, 𝑢 , 𝑧 = 𝑔(𝑥, 𝑢)
1. Caracterização da estabilidade dos pontos de equilíbrio
2. Síntese de controladores
3. Filtragem (ii) 𝑥 𝑐 = 𝐴𝑐𝑥𝑐 + 𝐵𝑐𝑦
𝑢 = 𝐶𝑐𝑥𝑐 +𝐷𝑐𝑦
(i) 𝑢 = 𝛾(𝑥) (𝐾𝑥, 𝐾𝑥 , 𝐾𝑦)
![Page 79: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/79.jpg)
Teoria de Lyapunov
• Função energia
• Condição suficiente de estabilidade (para uma dada 𝑉(𝑥) )
Teorema de Lyapunov:
Se existir 𝑉(𝑥) tal que 𝑉 0 = 0 e 𝑉 𝑥 > 0,
∀𝑥 ∈ 𝐷 /{0}, 𝑉 𝑥 =𝜕𝑉
𝜕𝑥𝑓 𝑥 < 0, então a
origem é assint. estável.
![Page 80: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/80.jpg)
Classes de Sistemas Não-Lineares
• Sistemas polinomiais
• Bilinearidades
• Restrições nos estados
• Componentes não-lineares
– Saturação
– Histerese
– Folga
atuador não-linearidade (φ) planta
𝑥 = 𝐴𝑥 + 𝐵𝜙 𝑥, 𝑢 + 𝑔(𝑥)
Exemplo:
![Page 81: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/81.jpg)
Região de Atração
Saturação do sinal de controle Sistema bilinear
![Page 82: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/82.jpg)
Linearização
𝑥 = 𝑓 𝑥, 𝑢 𝑓 0,0 = 0 e 𝑓 continuamente diferenciável no domínio 𝐷𝑥 × 𝐷𝑢 que contém a origem (𝑥 = 0, 𝑢 =0)
𝑥 = 𝐴𝑥 + 𝐵𝑢
𝐴 =𝜕𝑓
𝜕𝑥𝑥, 𝑢
0, 𝐵 =
𝜕𝑓
𝜕𝑢𝑥, 𝑢
0
Problema: assumindo (𝐴, 𝐵) estabilizável, projetar ganho 𝐾 tal que (𝐴 + 𝐵𝐾) Hurwitz
𝑢 = 𝐾𝑥
![Page 83: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/83.jpg)
Sistemas Lineares
• Condições necessárias e suficientes
• Formulação em um problema convexo (ex. LMIs)
• Função de Lyapunov quadrática 𝑉 𝑥 = 𝑥′𝑃𝑥
Se existir 𝑃 = 𝑃′ > 0 tal que
𝐴′𝑃 + 𝑃𝐴 < 0
então a origem é um ponto de equilíbrio assintoticamente estável.
𝑥 = 𝐴𝑥 + 𝐵𝑢
𝑦 = 𝐶𝑥 + 𝐷𝑢
![Page 84: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/84.jpg)
Exemplo (sistema linearizado)
Considere o sistema 𝑥 1 = 𝑒𝑥2𝑢
𝑥 2 = 𝑥1 + 𝑥22 + 𝑒𝑥2𝑢
𝑥 3 = 𝑥1 − 𝑥2
Problema: projetar lei de controle 𝑢 = 𝐾𝑥
Do sistema linearizado ∃𝑊 = 𝑊′ > 0: 𝐴𝑊 + 𝑊𝐴′ + 𝐵𝑍 + 𝑍′𝐵′ < 0 → 𝐾 = 𝑍𝑊−1
Domínio de estabilidade 𝐷 = {𝑥 ∈ 𝑅𝑛: 𝑉 𝑥 < 0}
Estimativa da região de atração Ω = 𝑥 ∈ 𝑅𝑛: 𝑉 𝑥 < 𝑐 ⊆ 𝐷
![Page 85: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/85.jpg)
Representação Fuzzy Takagi-Sugeno
Condição de setor → descrição
exata em Ω 𝑥 .
Reescrevendo como
𝑥 = 𝑓 𝑥, 𝑢 = 𝜉 𝑥, 𝑢 𝑥 + 𝛾 𝑥, 𝑢 𝑢
tem-se
𝑥 = 𝐴(𝜇)𝑥 + 𝐵(𝜇)𝑢
válido em Ω 𝑥 .
![Page 86: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/86.jpg)
Sistemas Lineares
• Casos especiais:
– Incertos 𝐴 𝛼
– Variantes no tempo 𝐴 𝑡
– LPV 𝐴(𝛼(𝑡))
– Chaveados 𝐴𝑖(𝛼)
– Com atrasos 𝑥 𝑡 = 𝐴 𝛼 𝑥 𝑡 − 𝜏 + 𝐵 𝛼 𝑢 𝑡 − 𝜂
• Como conservadorismo (necessidade) ?
• Desempenho ? Robustez ? Discreto (NCS) ?
𝐴 𝑡 ′𝑃 𝑡 + 𝑃 𝑡 𝐴 𝑡 + 𝑃 𝑡 < 0 𝑃 𝑡
???
![Page 87: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/87.jpg)
Tecnologias
![Page 88: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/88.jpg)
![Page 89: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/89.jpg)
Supervisório de Processos
![Page 90: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/90.jpg)
PIMS - Sistemas de Gerenciamento de Informações de Processo em Tempo Real
![Page 91: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/91.jpg)
Gestão de Malhas de Controle
![Page 92: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/92.jpg)
Oportunidades
• Diagnóstico e correção de problemas de campo (manutenção preditiva)
• Gestão e sintonia das malhas de controle
• Estratégias de controle avançada para diminuição de variabilidade
• Otimização do ponto de operação (mais próximo de limites operacionais)
• Indicadores econômicos/ OEE (função objetivo)
![Page 93: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/93.jpg)
107
Controle de Processos
Em resumo...
![Page 94: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/94.jpg)
Entendimento do processo
![Page 95: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/95.jpg)
(balanço de massa)
(balanço de
energia)
Representação matemática
![Page 96: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/96.jpg)
Proposta de soluções
![Page 97: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/97.jpg)
111
![Page 98: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/98.jpg)
112
![Page 99: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/99.jpg)
Muito Obrigado!
Prof. Eduardo Stockler Tognetti [email protected]
Depto. Enga. Elétrica Laboratório de Automação e Controle http://www.ene.unb.br/estognetti/
![Page 100: Controle de Processos Industriais - ene.unb.br · • Engo. de Automação e Controle de Processos – Votorantim Celulose e Papel/ Fibria S.A – (2002 - 2011) ... • Otimização,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021611/5be2e33509d3f2f02d8c2635/html5/thumbnails/100.jpg)
114
Laboratório de Automação e Robótica (LARA)