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Título: IMPLEMENTAÇÃO DE SISTEMA PI PARA CONTROLE DE TEMPERATURA UTILIZANDO O MÉTODO DA FREQUÊNCIA DE ZIEGLER-NICHOLS
Autor: Alves, Max Matias
Endereco Lattes do autor: http://lattes.cnpq.br/9969391867572722
Orientador: Oliveira, Elias Marques Ferreira de
Endereco Lattes do orientador : http://lattes.cnpq.br/2576044894885888
Palavras-chave: PID;on-off;Ziegler-Nichols;controlador
Data do documento: 27-Abr-2023
Citação: ALVES, Max Matias. IMPLEMENTAÇÃO DE SISTEMA PI PARA CONTROLE DE TEMPERATURA UTILIZANDO O MÉTODO DA FREQUÊNCIA DE ZIEGLER-NICHOLS. 2023. 16f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2023.
Abstract: Industrial process controllers are increasingly needed, and the most used are the on-off controllers and the PID (proportional-integral-derivative), which are widely used in industrial processes. The general purpose of this article is to implement a prototype of a temperature control automation system with PID, reviewing tuning concepts and methods in order to compare the effectiveness with the on-off controller. The on-off type control has two fixed positions, on or off, since the PID corresponds to the relationship between the read variable and the setpoint. There are several methods of tuning this type of controller including empirical methods to the most refined; but that usually involves three steps: disturbing the process, analyzing and quantifying the system's response to the disturbance, and then tuning the controller parameters. The frequency method proposed by Ziegler-Nichols consists of determining the critical gain and the critical period to obtain the tuning parameters. The apparatus for the experiments consisted of a thermal box to simulate the environment, with a temperature sensor inside and an incandescent lamp to generate disturbance of the variable, a fan to blow air into the environment, and the embedded system containing an Arduino and an electrical circuit board. Applying the proposed method to the experiments, we obtained the results for the P, PI, PID and on-off controls. When analyzing these results, it was verified that for such conditions, the best controller was the PI type.
Resumo: Os controladores de processos industriais são cada vez mais necessários, e os mais utilizados são os controladores on-off e o PID (proporcional-integral-derivativo), que são amplamente utilizados em processos industriais. A proposta geral deste artigo é implementar um protótipo de um sistema de automação de controle de temperatura com PID, revisando conceitos e métodos de sintonia a fim de comparar a eficácia com o controlador on-off. O controle do tipo on-off, possui duas posições fixas, ligado ou desligado, já o PID corresponde com relação entre a variável lida e o setpoint. Existem vários métodos de sintonia desse tipo de controlador incluindo métodos empíricos até os mais refinados; mas geralmente envolve três etapas: perturbar o processo, analisar e quantificar a resposta do sistema ao distúrbio e, em seguida, sintonizar os parâmetros do controlador. O método da frequência proposto por Ziegler-Nichols consiste em determinar o ganho crítico e o período crítico para obter os parâmetros de sintonia. O aparato para os experimentos foi constituído por uma caixa térmica para simular o ambiente, com um sensor de temperatura em seu interior e uma lâmpada incandescente para gerar distúrbio da variável, uma ventoinha para insuflar ar no ambiente, e o sistema embarcado contendo um Arduino e uma placa de circuito elétrico. Aplicando o método proposto para os experimentos, obtivemos os resultados para os controles P, PI, PID e o on-off, ao analisar esses resultados, verificou-se que para tais condições, o melhor controlador foi o do tipo PI.
URI: https://repository.ufrpe.br/handle/123456789/4613
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