Conceitos de instrumentação aplicados na modernização de um atuador eletromecânico

Abstract

Baseado na necessidade de se ter uma linguagem comum entre os profissionais da área de engenharia, conceitos de Instrumentação são propostos, discutidos e generalizados. São definidos: Sistema Termodinâmico, Canal de Medição, Canal de Atuação, Sistema de Medição e/ou Controle. Estes conceitos foram desenvolvidos partindo-se da modernização de uma válvula de fluxo com atuador eletromecânico. No protótipo foram adaptados dois transdutores: um de posição (potenciômetro) e outro de torque (a base de "strain gauges"). O sistema passou a possuir dois Canais de Medição (posição e torque) e um de Atuação (motor elétrico). Um dispositivo eletromecânico (com micro chaves) foi usado para operação manual e segurança. Para o Sistema de Medição e Controle foi construído um hardware (com microcontrolador) e desenvolvido um software. A instrumentação implementada monitora o torque e o movimento do eixo da válvula, as micro-chaves, e gera comandos de acordo com os parâmetros recebidos de uma estação remota. Este trabalho mostra que a adaptação de sistemas industriais de monitoração e controle convencionais em sistemas modernos de instrumentação é tecnicamente vantajosa e de baixo custo. Com as definições e conceitos propostos pretende-se contribuir para a normalização da Instrumentação e a conseqüente compatibilidade de diferentes equipamentos, bem como fazer com que a Instrumentação seja entendida, utilizada e ensinada como uma área do conhecimento aplicada a qualquer ramo da ciência e da tecnologia que a utilize para medir e controlar grandezas físicas.

This study proposes, discusses and generalizes concepts of Thermodynamic System, Measurement Channel, Actuation Channel, Measurement and/or Contrai System and lnstrumentation, based on the need of having a common language among the professionals of the engineering area. These concepts were developed from the up-to-dating of a flow valve with an electromechanical actuator. Two transducers were adapted in the prototype, one of position (potentiometer) and one of torque (with strain gauges ), which caused the system to have two measurement channels (position and torque), and one of actuation (electric motor). An electromechanical device (with micro-switches) was used for security and manual operation. lt was necessary to develop a hardware (with micro-controller) and a software for the measurement and contrai system. The implemented instrumentation monitors the torque and valve position contrai and the micro-switches, as well as generates commands according to the received parameter from a remate station. This study shows that the adaptation of conventional monitor and contrai industrial systems to modern instrumentation systems is technically advantageous and has a low cost. The proposed definitions and concepts represent my contribution to the normalization of instrumentation and to the consequent compatibility among different kinds of equipment. Besides, we want instrumentation to be understood, used and taught as a knowledge area applied to any branch of science and technology where there is the need to measure and contrai physics greatness.