Análise para modernização de um sistema de controle de nível de uma caldeira a vapor inserida em ambiente agroindustrial

Abstract

Focado no contexto de uma caldeira aquatubular inserida em uma agroindústria, este estudo apresenta a análise de um sistema de controle de nível pneumático e sua respectiva proposta de modernização, utilizando-se de um controle de nível elétrico. Em conformidade com o controle de nível utilizado, o modelo elétrico trata de um controle a três elementos: o nível, a vazão de vapor e a vazão de água; e conta com a presença de dois controladores em cascata, do tipo proporcional integral derivativo (PID). A abordagem apresentada é tomada com o auxílio do software MATLAB, onde a sintonização dos controladores elétricos associados ao processo modernizado é realizada. Para realizar essas sintonizações, algumas seções da malha de controle são estudadas separadamente. Ao fim de todas as análises, é possível observar o comportamento e as melhorias do sistema elétrico controlado, quando comparado ao não controlado. Após a obtenção dos ganhos dos PIDs associados ao processo, observa-se a influência da presença do distúrbio causado pelo vapor no processo controlado. Com a inserção do distúrbio, é possível observar o quão valoroso é o controle de nível a três elementos para uma caldeira. Além de propor uma modernização ao sistema pneumático já existente, visto que um sistema elétrico torna o processo mais rápido, mais preciso e de fácil ajuste, este estudo resultou em uma análise sobre os diferentes arranjos de controle de nível elétrico em uma caldeira a vapor, incluindo a listagem de equipamentos para uma possível aplicação prática.