Conexão de Saberes e Mundialização
19 a 24 de outubro de 2015
Trabalho 4423
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Automação, projetos de máquinas, equipamentos, processos e produtos |
| Setor | Departamento de Engenharia Elétrica |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Primeiro autor | Gabriel Viana Pacheco |
| Orientador | TARCISIO DE ASSUNCAO PIZZIOLO |
| Título | Montagem e Controle de Nível de Tanques Acoplados |
| Resumo | A experimentação é um fator fundamental para o ensino de Engenharia. Por meio de experimentos e simulações os alunos são confrontados por situações práticas, nas quais é comum encontrarem-se condições não ideais em que lidam-se com sistemas não-lineares e sinais ruidosos. A familiaridade com este tipo de experimento torna o aluno mais capaz de lidar com situações reais de sistemas de controle e automação. Diante disso, propôs-se neste presente trabalho o desenvolvimento de um protótipo para controle de nível utilizando tanques conectados para o Laboratório de Controle e Automação do Departamento de Engenharia Elétrica da UFV. Um kit didático de tanques conectados contribui em muito para um laboratório de controle e automação, já que dada a origem não-linear do problema de controle de nível em tanques conectados, permite a implementação de diversas estratégias de controle. Na construção do conjunto de tanques acoplados, visando a modularidade do protótipo, utilizou-se tubos de PVC interligados a partir de caixas sifonadas, sendo que nas conexões entre as caixas sifonadas utilizou-se de válvulas esféricas. Os tanques construídos possuem altura de aproximadamente 400 mm, com dois de 150 mm de diâmetro e um de 100 mm de diâmetro. A medição do nível de líquido foi implementada a partir de sensores de pressão que possuem uma saída de 1 a 5 volts, sendo estes eficientes para mensurar alturas de coluna d’água de 0 a 40 cm. Como atuadores do processo de automação, utilizou-se de motobombas DC proporcionais que funcionam com tensão de 0 a 12 volts, as quais possuem boa oferta no mercado já que são utilizadas em sistemas de para-brisas de automóveis. Para o controle do conjunto de tanques, foi utilizado um computador de placa única BeagleBone Black, que possui microcontroladores embutidos, em conjunto com drivers de atuação e condicionamento dos sinais dos sensores. Também foi realizada a calibração dos sensores e dos atuadores da planta. A calibração desses componentes é essencial para realizar um controle eficiente da planta, já que a vazão da bomba é determinada por uma função que relaciona a tensão nos terminais da bomba e a altura da coluna de líquido, a qual é determinada pela tensão de saída dos sensores de pressão. A calibração dos sensores foi realizada por meio da medição da altura da coluna de água de forma visual e da tensão nos terminais do sensor nesta mesma altura. Para aferir as motobombas, calculou-se a vazão a partir do tempo médio necessário para a bomba transportar uma determinada quantidade de água em uma tensão constante. Por meio de testes e simulações, o protótipo desenvolvido atendeu ao objetivo proposto. Ressaltamos que o protótipo desenvolvido já foi utilizado por estudantes do DEL em trabalhos de monografia de final de curso. |
| Palavras-chave | Controle de nível de líquidos, experimentos didáticos, instrumentação |
| Forma de apresentação..... | Painel |