Instrumentação e Controlo

Ano
3
Ano lectivo
2021-2022
Código
01018522
Área Científica
Engenharia Química
Língua de Ensino
Português
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Obrigatória
Nível
1º Ciclo - Licenciatura

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I, II e III, Álgebra Linear e Geometria Analítica, Programação e Métodos Numéricos, Modelação, Simulação e Optimização, Laboratórios de Engenharia Química II.

Métodos de Ensino

São apresentados os conceitos para: compreender os princípios subjacentes aos sistemas de aquisição de dados, e da funcionalidades da instrumentação, e exemplos práticos de equipamento digital e de instrumentação existente em instalações à escala piloto do departamento; para aplicar metodologias de modelação e análise do comportamento dinâmico de processos, de projecto e análise de sistemas de controlo. A aplicação das metodologias é demonstrada através de exemplos, com o suporte da simulação numérica em GNU Octave / Matlab / Mathematica.

Resultados de Aprendizagem

Compreensão de princípios de gerais de sistemas de aquisição de dados, processamento de sinal e de controlo Instrumentação, sensores inferenciais e sistemas de aquisição de dados para a monitorização e controlo de processos. Mecanismos de realimentação (feedback) e de antecipação (feedforward). Formulação e aplicação de modelos matemáticos para identificar e caracterizar o comportamento dinâmico de um processo tendo em vista o seu controlo. Metodologias de projecto e análise de sistemas de controlo.

Competências a desenvolver: Capacidade de análise e síntese; Habilidade para resolver problemas; Conhecimentos de programação e simulação numérica; Capacidade para em trabalhar autonomamente e em grupo; Capacidade de raciocínio crítico; Preocupação pela qualidade; Capacidade de aplicação do conhecimento.

Estágio(s)

Não

Programa

Transdutores: características estáticas e dinâmicas. Termómetros bimetálicos. Termopares e termómetros de resistência. Medidores de pressão e nível. Caudalímetros. Outros: pH, condutividade, viscosidade, composição. Válvulas de controlo. Estruturas de ligação em sistemas de controlo por controlador. Conversão de sinais A/D e D/A. Linhas digitais de entrada-saída. Isolamento eléctrico. Principais estratégias de controlo. Elementos típicos dos ciclos de controlo: sensores, conversores de sinal, actuadores. Exemplos de aplicação. Princípios básicos de modelação e de análise dinâmica de processos químicos. Ciclos de controlo. Realimentação e antecipação. Controladores on-off e PID. Projecto e análise de estabilidade e de desempenho de sistemas de controlo. Introdução ao controlo multivariável de processos. Aplicações típicas de sistemas de controlo em processos químicos.

Docente(s) responsável(eis)

Lino de Oliveira Santos

Métodos de Avaliação

Avaliação
Projecto: 25.0%
Exame: 75.0%

Bibliografia

Åström, K. J.; Hägglund, T. Automatic Tuning of PID Controllers. Instrument Society of America, Research Triangle Park, NC, 1988.

Jones, E.B., Instrument Technology – Measurements of pressure, level, flow and temperature. 3rd ed., Mewnes-Butterworths-Heinemann, London, 2013.

Luyben, W. L. Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers. 2nd ed., McGraw-Hill, New York, NY, 1990.

Meier, F. A.; Meier, C. A. Instrumentation and Control Systems Documentation, 2nd ed,, International Society of Automation, 2011.

Ogunnaike, B.A.; Ray, W. H. Process Dynamics, Modeling and Control, Oxford University Press. New York, NY, 1994.

Seborg, D. E.; Edgar, T. F.; Mellichamp, D. A.; Doyle, F. J. Process Dynamics and Control. 4th ed., John Wiley & Sons, New York, NY, 2016.

Stephanopoulos G. Chemical Process Control: An Introduction to Theory and Practice. Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1984.