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Tipos de controladores de temperatura

O controle de temperatura nos processos de fabricação

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O controle de temperatura é essencial na formação de um produto adequado. Se a temperatura desliza acima ou abaixo da faixa ideal necessária para uma determinada fase de um processo de fabricação, os resultados podem ser a má aderência de um revestimento, um material com base enfraquecida, ou um componente global comprometido, de modo que se torna cada vez mais importante o fabricante não apenas determinar a temperatura adequada para cada fase, mas também monitorar a temperatura no interior da máquina para receber um resultado apropriado.

Controladores de temperatura nas operações de fabricação servem exatamente para essas funções: eles garantem que a máquina funcionará corretamente, através da medição da temperatura em diferentes fases do processo e comparando os dados com as especificações de temperatura programada. Como resultado, os fabricantes podem rapidamente e facilmente descobrir anomalias relacionadas à temperatura da máquina e tratá-las de modo devido.

Existem três tipos gerais de controladores de temperatura que são usados para monitorar a temperatura durante os processos de fabricação: liga/desliga, proporcional e controles PID.

Controles liga/desliga de temperatura

Um controle liga/desliga de temperatura é o mais barato dos tipos de controle, e também o mais simples em termos de funcionamento. O controle é ligado ou desligado, se a temperatura cair abaixo de certo ponto, o controle manda sinais para que o aparelho ligue e eleve a temperatura. Da mesma forma, se a temperatura estiver acima de certo ponto, o controle é acionado para dizer a máquina para baixar a temperatura. Um exemplo comum de sistema liga/ desliga é o termostato doméstico. Quando a temperatura cai abaixo de certo ponto, o controlador aciona o aquecedor para elevar a temperatura de volta ao valor programado. Com o ar-condicionado funciona de outra maneira: se a temperatura sobe além de certo ponto, o controlador aciona o ar-condicionado, fazendo a temperatura cair e voltar à temperatura programada.

Controles liga/desliga são frequentemente utilizados em processos onde a mudança de temperatura é muito lenta, e não é necessário o controle preciso da temperatura.

Controle proporcional

Ao contrário do controle liga/desliga, que só responderá quando um limite é atingido, controles proporcionais são projetados para responder às mudanças de temperatura antes de sair da faixa desejada. Essencialmente, os controles proporcionais aumentam ou diminuem o fornecimento de energia quando a temperatura atinge seu limite superior ou inferior, atrasando ou acelerando o aquecedor, ajudando a estabilizar a temperatura.

A faixa de temperatura na qual os controles proporcionais querem diminuir ou aumentar o fornecimento de energia para acelerar ou desacelerar o aquecimento é conhecido como banda proporcional. Se a temperatura atinge a parte superior ou inferior do ponto de ajuste, o controle então funciona como um controle de temperatura liga/desliga, virando totalmente para aumentar a temperatura, ou virando totalmente para cair à temperatura. Quando a temperatura está dentro da banda proporcional, e o fornecimento de energia é diminuído ou aumentado, o calor é aumentado ou reduzido em relação à forma como a temperatura é medida a partir do ponto de ajuste.

Controle PID (proporcional-integral-derivativo)

Este controle combina o controle proporcional com o controle integral derivativo (PID). Operando dentro de uma faixa proporcional, da mesma forma que um controle proporcional, um sistema de PID tem duas características adicionais que melhoram a regulagem da temperatura global. O recurso permite o controle proporcional de reagir às circunstâncias atuais e ajuste em conformidade. O valor integral leva em consideração a soma dos recentes acontecimentos, (ou seja, passa os ritmos dos controles proporcionais) e o valor derivado determina a reação apropriada baseada na taxa em que os ritmos passados têm mudado. Combinados, os três usam os dados atuais, os dados do passado, e a taxa na qual os dados estão mudando para definir um algoritmo específico para controlar a temperatura. Ao compensar um erro de temperatura entre a variável de processo e o ponto de ajuste, uma temperatura constante pode ser mantida.

Considerações

Ao decidir qual tipo de controle é melhor para um processo específico, há várias coisas a se ter em mente. Primeiro de tudo, considerar o tipo de sensor de entrada (termopares ou RTD) e da faixa de temperatura que o processo exige. Em segundo lugar, a forma de saída deve ser representada em: relé eletromecânico, SSR, ou saída analógica. Em terceiro lugar, decidir que tipo de algoritmo de controle é necessário (liga/desliga, proporcional, PID). Por fim, considerar o número e tipo de produtos necessários para a aplicação, tais como o calor, alarme, frescor e limite. Uma vez que estes fatores foram determinados, será muito mais fácil decidir qual o tipo de controlador de temperatura é adequada para uma aplicação específica.

Flávio Saraiva

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