Desenvolvimento de um posicionador digital em FPGA para a compensação do atrito em válvulas de controle pneumáticas.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Franco Neto, Francisco Flauzino
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Adaptive inverse control; Atrito; Controle adaptativo inverso; Diaphragm valves; Digital positioner; FPGA; Friction; Posicionador digital; Válvulas de controle pneumáticos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-03012024-094211/

O atrito em válvulas de controle do tipo mola/diafragma pneumática, geram variabilidade nas malhas de controle e impactam na qualidade do produto final, acelerando o desgaste dos equipamentos e aumentando o desperdício de energia e matéria prima. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um posicionador digital para válvulas do tipo mola/diafragma pneumáticas. O posicionador foi utilizado para compensar o atrito e melhorar a malha de controle de vazão. No desenvolvimento foi utilizado um hardware FPGA comercial. Foram utilizados quatro modelos de atrito para a sintonia do controlador do posicionador digital, os modelos utilizados foram o de Kano, o de Karnopp, o de He e o de GMS. O posicionador foi testado utilizando a Planta Piloto de Vazão do Laboratório de Controle de Processos Industriais (LCPI), que utiliza equipamentos de classe industrial. Foram realizados experimentos em malha aberta e em malha fechada. Para os experimentos em malha aberta foram levantados as curvas de assinatura da válvula sem a compensação do atrito e com a compensação, sendo possível realizar uma comparação, outro experimento realizado em malha aberta foi a inserção de um sinal aleatório utilizando o posicionador digital com a compensação do atrito. Para os experimentos em malha fechada foram realizados os controles da vazão no modo servo e no modo regulatório, os resultados obtidos do posicionador foram comparados com o tipo de compensação CR2 e com uma configuração sem o posicionador e sem a compensação do atrito. Os resultados demonstraram que o posicionador foi capaz de compensar o atrito da válvula de controle pneumática.