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| MAPA – AURP – SISTEMAS DE CONTROLE – 52_2026 | |
| Período: | 04/05/2026 08:00 a 05/07/2026 23:59 (Horário de Brasília) |
| Status: | ABERTO |
| Nota máxima: | 3,50 |
| Gabarito: | Gabarito não está liberado! |
| Nota obtida: | |
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| 1ª QUESTÃO | |||
| Controle de nível de reservatório Muitas indústrias utilizam diversos equipamentos para manter fluidos, ou mesmo substâncias semelhantes a fluidos, em um determinado nível. Um sistema de controle de nível de líquido utiliza diversos flutuadores, sondas e outras tecnologias simples ou complexas para moderar os níveis de fluidos. Alguns desses sistemas, processos e implementos também podem ser usados com pós secos, produtos químicos ou qualquer material que flua. Embora alguns desses sistemas sejam versáteis e tenham múltiplas aplicações, é importante entender a finalidade para a qual são utilizados, a fim de determinar o melhor tipo e método de controle de nível de líquido para uma aplicação específica. A finalidade desses sistemas é relativamente simples: manter recipientes contendo líquidos ou substâncias semelhantes a líquidos em um nível específico. Os sistemas de controle de líquidos utilizam sondas para ajudar a detectar os níveis de fluidos em tanques, cubas ou outros recipientes, enchendo-os quando os níveis estão muito baixos ou liberando fluido quando os níveis ficam muito altos. Esses sistemas normalmente também utilizam dispositivos elétricos para controlar o nível do líquido, embora isso também possa ser feito por meios mecânicos com flutuadores. Os principais componentes desses sistemas de controle consistem em: Controlador que mantém os níveis de líquido parando ou ligando bombas com base nos dados recebidos dos dispositivos de medição. Válvula de descarga que libera o fluido do tanque quando este atinge um determinado nível. Tanque de fluido para armazenamento de líquidos. Dispositivos de medição, como flutuadores de aço inoxidável, detectam física ou eletronicamente os níveis de líquido dentro do tanque. Bomba que alimenta o tanque, regulada pelo controlador. O controlador monitora os fluidos em sistemas de controle de líquidos para garantir que sejam mantidos em um nível definido dentro do tanque. A maioria dos equipamentos de processamento utiliza esses controladores, que funcionam em conjunto com dispositivos de medição dentro dos tanques. Usados em diversas aplicações, esses dispositivos controlam o movimento de líquidos para dentro e para fora do tanque de armazenamento. Utilizando uma boia para medir o nível do fluido, os sistemas de controle de líquidos enviam sinais elétricos ou pneumáticos ao controlador quando o nível do fluido ultrapassa ou ultrapassa um determinado ponto. Isso faz com que uma válvula de controle automatizada – também chamada de válvula de descarga – se abra quando o nível do líquido atinge o ponto de ajuste alto, liberando assim o fluido do tanque. Quando o nível do líquido atinge o ponto baixo, os dispositivos de medição dentro do tanque enviam um sinal para a bomba enchê-lo. Atividade MAPA Considerando um sistema de controle de nível, onde uma bomba de recalque com motor elétrico trifásico eleva a água de um reservatório inferior localizado no nível do solo até o reservatório superior de altura igual a 2 m e volume de 10 m3 localizado acima do 20º andar de um edifício, onde o acionamento do motor é dado por ação de controle ON-OFF e o nível do reservatório é mensurado por meio de uma chave boia, onde: Quando o motor da bomba estiver ligado e o nível atingir 100%, momento em que a bomba de recalque deve ser desligada (OFF). Quando o nível atingir 80% o motor da bomba deve ser acionado (ON) novamente e continuar ligado até atingir 100%. O valor desejado do nível médio é de 90%. É importante ressaltar que a vazão máxima de entrada de água no reservatório é de 10 m3/h e a vazão máxima de saída para o edifício é de 7 m3/h. Responda o que se pede: 1. (1,0 ponto): Caso o sistema de controle fosse atualizado, alterando-se o tipo de acionamento para inversor de frequência, com ação de controle PID, apresente o gráfico de resposta para o mesmo valor de setpoint dado para esta ação de controle (PID). Para responder, assume-se que o sistema tenha um overshoot de 5% apresentando o novo gráfico com estabilidade em t = 120s. 2. De acordo com a dinâmica do sistema de controle, demonstre: a) (0,5 ponto): Por meio de um gráfico da ação de controle ON-OFF para o sistema de controle, mostrando SP, limites superior e inferior, e MV. b) (1,0 ponto): Por meio de texto, explicando o gráfico apresentado e como ocorre a relação de operação do sistema de controle, entre SP, limites superior e inferior, e MV. 3. (1,0 ponto): Considerando que estamos utilizando um sensor ultrassônico de nível e um controlador ESP32, apresente o diagrama eletrônico com os elementos necessários para ligar e desligar a bomba na ação de controle ON-OFF (utilizar como referência o projeto disponível no livro da disciplina). |
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| ALTERNATIVAS | |||
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