Noções de Instrumentação - Aula 1

INSTRUMENTAÇÃO 

• É a ciência que aplica e desenvolve técnicas para adequação de instrumentos de medição, transmissão, indicação, registro e controle de variáveis físicas em equipamentos nos processos industriais.Nas indústrias de processos tais como siderúrgica, petroquímica, alimentícia, papel, etc. 
• A instrumentação é responsável pelo rendimento máximo de um processo, fazendo com que toda energia cedida, seja transformada em trabalho na elaboração do produto desejado. As principais variáveis de um processo são: 
• PRESSÃO 
• NÍVEL 
• VAZÃO 
• TEMPERATURA 

CLASSIFICAÇÃO DE INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO 

• Existem vários métodos de classificação de instrumentos de medição. Os instrumentos podem estar interligados entre si para realizar uma determinada tarefa nos processos industriais. A associação desses instrumentos chama-se malha e em uma malha cada instrumento executa uma função.

Classificação por Função

• Detector: São dispositivos com os quais conseguimos detectar alterações na variável do processo. Pode ser ou não parte do transmissor. 
• Transmissor: Instrumento que tem a função de converter sinais do detector em outra forma capaz de ser enviada à distância para um instrumento receptor, normalmente localizado no painel. 
• Indicador: Instrumento que indica o valor da quantidade medida enviado pelo detector,transmissor, etc. 
• Registrador: Instrumento que registra graficamente valores instantâneos medidos ao longo do tempo, valores estes enviados pelo detector, transmissor, controlador etc. 
• Conversor: Instrumento cuja função é a de receber uma informação na forma de um sinal,alterar esta forma e a emitir como um sinal de saída proporcional ao de entrada. 
• Unidade Aritmética: Instrumento que realiza operações nos sinais de valores de entrada de acordo com uma determinada expressão e fornece uma saída resultante da operação. 
• Integrador: Instrumento que indica o valor obtido pela integração de quantidades medidas sobre o tempo. 
• Controlador: Instrumento que compara o valor medido com o desejado e, baseado na diferença entre eles, emite sinal de correção para a variável manipulada a fim de que essa diferença seja igual a zero.
• Elemento final de controle: Dispositivo cuja função é modificar o valor de uma variável que leve o processo ao valor desejado. 

Classificação por Sinal de Transmissão ou Suprimento 

• Os equipamentos podem ser agrupados conforme o tipo de sinal transmitido ou o seu suprimento. A seguir será descrito os principais tipos: 
• Tipo pneumático: é utilizado um fluido gasoso comprimido, cuja pressão é alterada conforme o valor que se deseja representar. Nesse caso a variação da pressão do fluido é linearmente manipulada numa faixa específica, padronizada internacionalmente, para representar a variação de uma grandeza desde seu limite inferior até seu limite superior. O padrão de transmissão ou recepção de instrumentos pneumáticos mais utilizado é de 0,2 a 1,0 kgf/cm² (aproximadamente 3 a 15 psi no Sistema Inglês). Os sinais de transmissão analógica normalmente começam em um valor acima do zero para termos uma segurança em caso de rompimento do meio de comunicação. O fluido gasoso mais utilizado para transmissão é o ar comprimido, sendo também o nitrogênio e em casos específicos o gás natural. 
• Tipo hidráulico: similar ao tipo pneumático e com desvantagens equivalentes, o tipo hidráulico utiliza-se da variação de pressão exercida em óleos hidráulicos para transmissão de sinal. É especialmente utilizado em aplicações onde torque elevado é necessário ou quando o processo envolve pressões elevadas.
• Tipo elétrico: a transmissão é realizado utilizando sinais elétricos de corrente ou tensão. É o tipo de transmissão mais utilizado nas indústrias. Assim como na transmissão pneumática, o sinal é linearmente modulado em uma faixa padronizada representando o conjunto de valores entre o limite mínimo e máximo de uma variável de um processo qualquer. Como padrão para transmissão a longas distâncias são utilizados sinais em corrente contínua variando de (4 a 20 mA) e para distâncias até 15 metros aproximadamente, também utilizase sinais em tensão contínua de 1 a 5 volts.
• Tipo digital: os “pacotes de informações” sobre a variável medida são enviados para uma estação receptora, através de sinais digitais modulados e padronizados. Para que a comunicação entre o elemento transmissor receptor seja realizada com êxito é utilizada uma “linguagem” padrão chamado protocolo de comunicação. 
• Via rádio: o sinal ou um pacote de sinais medidos são enviados à sua estação receptora via ondas de rádio em uma faixa de freqüência específica.