Neste livro, os Engenheiros Mario Cesar M. Massa de Campos e Herbert C. G. Teixeira apresentam, com grande didatismo e fartura de exemplos, os sistemas de controle empregados na indústria do petróleo, petroquímica e de gás natural, detalhando os controladores mais utilizados, as malhas de controle, as principais estratégias avançadas e as restrições e cautelas necessárias à implementação dos sistemas de controle.
1 - Introdução ao Controle de Processos
1.1. Projeto de um Sistema de Controle de Processos
1.2. Introdução à Dinâmica de Processos
1.3. Referências Bibliográficas
2 - Introdução ao Controlador PID
2.1. Controlador Proporcional (P)
2.2. Controlador Proporcional e Integral (PI)
2.3. Controlador Proporcional, Integral e Derivativo (PID)
2.4. Tipos de Implementação do Algoritmo PID nos Equipamentos Industriais
2.5. Exemplos de PID nos Equipamentos Industriais
2.6. Conversão dos Parâmetros do PID Paralelo para o Série
2.7. Resposta Dinâmica do Processo com o Controlador PID
2.8. Referências Bibliográficas
3 - Sintonia de Controladores PID
3.1. Método Heurístico de Ziegler e Nichols
3.2. Método CHR
3.3. Método Heurístico de Cohen e Coon (CC)
3.4. Método da Integral do Erro
3.5. Método do Modelo Interno (IMC)
3.6. Método dos Relés em Malha Fechada
3.7. Ferramentas Clássicas de Análise de Controle Linear
3.8. Outros Métodos de Sintonia do PID
3.9. Comparação entre os Métodos de Sintonia do PID
3.10. Conclusões
3.11. Referências Bibliográficas
4 - Controle de Vazão
4.1. Controle de Vazão - Elementos Primários de Controle
4.2. Controle de Vazão - Elemento Final de Controle
4.3. Estratégia de Controle de Razão
4.4. Não-Linearidades Induzidas pela Característica da Válvula
4.5. Referências Bibliográficas
5 - Controle de Nível
5.1. Exemplos de Controle de Nível
5.2. Controle em Cascata
5.3. Controle em "Override" ou com Restrições
5.4. Método Heurístico de Sintonia de Controladores de Nível
5.5. Controle de Nível com PID de Ganho Variável
5.6. Análise do Desempenho dos Controles de Nível
5.7. Referências Bibliográficas
6 - Controle de Pressão
6.1. Controle de Pressão de um Vaso
6.2. Controle de Pressão de uma Coluna de Destilação
6.3. Estratégia de Controle Utilizando "Split-range"
6.4. Controles do Sistema de Óleo de uma Plataforma de Petróleo
6.5. Otimização de um Controle de Pressão
6.6. Referências Bibliográficas
7 - Controle de Bombas Industriais
7.1. Introdução às Bombas Industriais
7.2. Exemplos de Controles Associados às Bombas Industriais
7.3. Variadores de Rotação de Motores Elétricos de Indução
7.4. Exemplos de Controles de Sistemas de Bombeamento
7.5. Referências Bibliográficas
8 - Controle de Fornos e Caldeiras
8.1. Introdução aos Fornos Industriais
8.2. Introdução às Caldeiras Industriais
8.3. Controle Antecipatório ou "Feedforward"
8.4. Detalhamento dos Controles de um Forno Industrial
8.5. Detalhamento dos Controles de uma Caldeira
8.6. Controle de Trocadores de Calor
8.7. Controle de Processos com Resposta Inversa
8.8. Referências Bibliográficas
9 - Controle de Turbinas a Vapor e a Gás
9.1. Introdução às Turbinas a Vapor
9.2. Principais Controles de uma Turbina a Vapor
9.3. Introdução às Turbinas a Gás
9.4. Principais Controles de uma Turbina a Gás
9.5. Referências Bibliográficas
10 - Controle de Compressores
10.1. Introdução aos Compressores Industriais
10.2. As curvas Características do Compressor
10.3. Limite de "Surge" dos Compressores Dinâmicos
10.4. Controle de Capacidade dos Compressores
10.5. Controle "Anti-surge" dos Compressores Dinâmicos
10.6. Detalhes de uma Estratégia de Controle "Anti-surge"
10.7. Exemplo de Elaboração do Controle "Anti-surge"
10.8. O Sistema de Compressão
10.9. Simulação Dinâmica do Sistema de Compressão
10.10. Outros Detalhes do Controlador "Anti-surge" Industrial
10.11. Desacoplamento de Malhas
10.12. Importância da Instrumentação para o Controle "Anti-surge"
10.13. Exemplos de Problemas de Estratégias de Controle
10.14. Referências Bibliográficas
11 - Controle de Colunas de Destilação
11.1. Variáveis de Controle de uma Coluna de Destilação
11.2. Controle Multivariável
11.3. Sistema de Compensação de Tempo Morto
11.4. Referências Bibliográficas
12 - Controle de Sistemas de Cogeração de Energia
12.1. Turboexpansor acionando um Compressor
12.2. Turboexpansor acionando um Gerador Elétrico
12.3. Turbina a Gás Gerando Energia Elétrica e Calor
12.4. Referências Bibliográficas
13 - Avaliação de Desempenho das Malhas de Controle
13.1. Índices para Acompanhar a Variabilidade do Processo
13.2. Índice Baseado em Controle com Variância Mínima
13.3. Algoritmo para Detecção de Oscilações
13.4. Acompanhamento da Margem de Ganho e de Fase
13.5. Conclusões
13.6. Referências Bibliográficas
14 - Conclusões
Anexo 1 - Conceitos Básicos de Transformada de Laplace
Eng. Mario Cesar M. Massa de Campos
Formou-se em Engenharia Elétrica pelo Instituto Militar de Engenharia em Novembro de 1984. Tem Mestrado pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1990) e Doutorado pela École Centrale de Paris (1997). É Consultor Sênior da Petrobras na área de Instrumentação, Automação, Controle e Otimização de Processos.
Eng. Herbert Campos Gonçalves Teixeira
Formou-se em Engenharia Elétrica pela Universidade de Brasília em 1984. É Consultor Técnico da Petrobras na área de Instrumentação, Automação, Controle e Otimização de Processos