controlador (1)

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ORGANIZAÇÕES EINSTEIN DE ENSINO 
 
CURSO TÉCNICO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
RAFAEL AUGUSTO FERREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE PRÁTICA DE LABORATÓRIO 1: CONTROLADOR DE TEMPERATURA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LIMEIRA – SP 2024 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ORGANIZAÇÕES EINSTEIN DE ENSINO 
 
 
 
 
 
 
 Introdução: 
 
O controle de temperatura é uma parte essencial em muitos processos industriais e 
experimentos científicos. O controlador de temperatura é um dispositivo projetado para manter 
uma temperatura desejada em um sistema controlado, ajustando a potência fornecida a um 
elemento de aquecimento ou resfriamento. Nesta aula prática, exploramos os princípios 
básicos de um controlador de temperatura e sua aplicação em um sistema simples. O objetivo 
foi compreender como o controlador regula a temperatura em um ambiente controlado e como 
os diferentes parâmetros afetam esse processo. 
 
Desenvolvimento Pratico: 
 
 
Passo 1: Análise dos Pontos de Ligação do Controlador de Temperatura 
 Neste primeiro passo, analisamos os pontos de ligação na parte traseira do controlador de temperatura. 
Esses pontos de ligação são essenciais para estabelecer as conexões de entrada e saída de sinal, 
alimentação e interconexões com outros dispositivos. 
Identificação dos Pontos de Ligação: Inspecionamos cuidadosamente a parte traseira do 
dispositivo para identificar todos os pontos de ligação disponíveis. Isso inclui terminais de 
entrada para o sensor de temperatura, terminais de saída para dispositivos de controle, como 
relés ou dispositivos de acionamento, e terminais de alimentação para fornecer energia ao 
controlador. 
Conexão do Sensor de Temperatura: Localizamos os terminais designados para a conexão do 
sensor de temperatura. Geralmente, esses terminais são identificados como "Entrada do 
Sensor" ou algo semelhante. 
Conexão da Alimentação: Identificamos os terminais de alimentação designados para fornecer 
energia ao controlador de temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Passo 2: Configuração do Controlador para Leitura do Termopar Tipo J 
Neste segundo passo, procedemos à configuração do controlador de temperatura para a leitura do 
termopar tipo J. O termopar tipo J é um tipo comum de sensor de temperatura usado em muitas 
aplicações industriais e científicas, e é essencial configurar o controlador para reconhecer e interpretar 
os sinais deste tipo de sensor. 
Acesso ao Menu de Configuração: Utilizando os controles do controlador, acessamos o menu 
de configuração. Geralmente, isso é feito pressionando um botão específico ou uma 
combinação de botões, conforme indicado no manual do usuário do controlador. 
Seleção do Tipo de Termopar: Dentro do menu de configuração, navegamos até a opção 
relacionada à seleção do tipo de termopar. Esta opção pode estar listada como "Tipo de Sensor" 
ou algo semelhante. Selecionamos o termopar tipo J na lista de opções disponíveis. 
Calibração (Opcional): Dependendo do modelo do controlador, pode ser necessário realizar 
uma calibração para garantir a precisão da leitura do termopar. Se necessário, seguimos as 
instruções do manual do usuário para realizar a calibração, ajustando os parâmetros conforme 
necessário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Verificação da Configuração: Após selecionar o tipo de termopar, verificamos as configurações 
para garantir que tenham sido aplicadas corretamente. Isso pode envolver a visualização das 
configurações no visor do controlador ou através de outras indicações, conforme especificado 
pelo fabricante. 
Teste de Funcionamento: Para garantir que a configuração tenha sido realizada com sucesso, 
realizamos um teste de funcionamento. Isso pode envolver a aplicação de uma fonte de calor 
ao sensor de temperatura e a verificação da resposta do controlador à variação de temperatura. 
Ao concluir este passo, o controlador de temperatura foi configurado com sucesso para ler o termopar 
tipo J, estando pronto para monitorar e controlar a temperatura com base nos sinais fornecidos por este 
tipo de sensor. 
 
 
 
Passo 3: Configuração da Indicação no Display de 0% a 100% 
Neste terceiro passo, configuramos a indicação no display do controlador de temperatura para exibir 
valores na faixa de 0% a 100%. Esta configuração é útil para fornecer uma representação visual clara da 
temperatura ou do setpoint desejado. 
Acesso ao Menu de Configuração: Utilizando os controles do controlador, acessamos o menu 
de configuração. Dependendo do modelo do controlador, isso pode ser feito pressionando um 
botão específico ou uma combinação de botões. 
Configuração da Faixa de Indicação: Dentro do menu de configuração, navegamos até a opção 
relacionada à configuração da faixa de indicação no display. Esta opção pode ser denominada 
"Faixa de Indicação" ou algo semelhante. 
Definição dos Limites Inferior e Superior: Configuramos os valores mínimo e máximo da faixa 
de indicação para 0% e 100%, respectivamente. Isso garante que o display do controlador exiba 
valores na faixa desejada. 
Verificação da Configuração: Após definir os limites da faixa de indicação, verificamos as 
configurações para garantir que tenham sido aplicadas corretamente. Isso pode ser feito 
 
 
 
 
 
 
 
 
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visualizando a faixa de indicação no display do controlador e verificando se os valores estão 
dentro da faixa esperada. 
Ao concluir este passo, o display do controlador de temperatura foi configurado para exibir valores na 
faixa de 0% a 100%, proporcionando uma representação visual clara da temperatura ou do setpoint. 
 
Passo 4: Configuração do Setpoint para Indicação de 0% a 100% 
Neste quarto passo, configuramos o setpoint no controlador de temperatura para que ele possa ser 
ajustado dentro da faixa de 0% a 100%. O setpoint é o valor desejado de temperatura que o controlador 
tentará manter. 
Acesso ao Menu de Configuração: Utilizando os controles do controlador, acessamos 
novamente o menu de configuração. 
Configuração do Setpoint: Dentro do menu de configuração, encontramos a opção relacionada 
à configuração do setpoint. Isso pode ser listado como "Setpoint" ou "Valor de Referência". 
Definição do Setpoint na Faixa de 0% a 100%: Configuramos o setpoint desejado dentro da 
faixa de 0% a 100%. Isso pode ser feito digitando o valor desejado ou usando os controles para 
ajustar o setpoint para a posição desejada na faixa indicada. 
Verificação da Configuração: Após definir o setpoint na faixa desejada, verificamos as 
configurações para garantir que tenham sido aplicadas corretamente. Isso pode ser feito 
visualizando o setpoint no display do controlador e verificando se está dentro da faixa esperada. 
Ao concluir este passo, o setpoint do controlador de temperatura foi configurado com sucesso dentro 
da faixa de 0% a 100%, permitindo ajustes precisos e convenientes para o controle da temperatura. 
Passo 5: Configuração da Saída para 4-20 mA 
Neste quinto passo, vamos configurar a saída do controlador de temperatura para uma corrente de 4-20 
mA. Essa configuração é comum em muitas aplicações industriais, onde a corrente de loop é usada para 
controlar dispositivos externos, como válvulas ou atuadores. 
Acesso ao Menu de Configuração: Utilizando os controles do controlador, acessamos o menu 
de configuração. Dependendo do modelo do controlador, isso pode ser feito pressionando um 
botão específico ou uma combinação de botões. 
Seleção da Opção de Saída: Dentro do menu de configuração, navegamos até a opção 
relacionada à configuração da saída. Isso pode ser listado como "Configuração de Saída" ou 
algo semelhante. 
Escolha do Tipo de Saída: Dentro da opção de configuração de saída,procuramos pela opção 
de tipo de saída e selecionamos "Corrente de 4-20 mA" ou algo similar, dependendo das opções 
disponíveis no controlador. 
Calibração da Saída: Após selecionar o tipo de saída, podemos precisar calibrar a saída para 
garantir que ela esteja fornecendo a corrente desejada. Isso pode envolver ajustes nos 
parâmetros de calibração, conforme especificado no manual do usuário do controlador. 
Verificação da Configuração: Após configurar a saída para 4-20 mA, verificamos as 
configurações para garantir que tenham sido aplicadas corretamente. Podemos usar um 
 
 
 
 
 
 
 
 
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multímetro ou outro dispositivo de medição para verificar a corrente de saída e garantir que 
esteja dentro da faixa esperada. 
Ao concluir este passo, a saída do controlador de temperatura foi configurada com sucesso para 
fornecer uma corrente de 4-20 mA, permitindo o controle de dispositivos externos dentro desse 
intervalo de corrente. 
 
 Passo 6: Configuração do Range de 0 a 50 graus Celsius 
Neste sexto passo, vamos configurar o range de temperatura do controlador para operar na faixa de 0 a 
50 graus Celsius. Essa configuração é importante para garantir que o controlador esteja ajustado para a 
faixa de temperatura desejada para a aplicação específica. 
Acesso ao Menu de Configuração: Utilizando os controles do controlador, acessamos 
novamente o menu de configuração. 
Seleção da Opção de Range de Temperatura: Dentro do menu de configuração, procuramos 
pela opção relacionada ao range de temperatura. Isso pode ser listado como "Configuração de 
Temperatura" ou algo similar. 
Definição dos Limites Inferior e Superior: Dentro da opção de configuração de temperatura, 
ajustamos os limites inferior e superior para 0°C e 50°C, respectivamente. Isso garante que o 
controlador esteja configurado para operar dentro da faixa desejada de temperatura. 
Verificação da Configuração: Após definir o range de temperatura de 0 a 50 graus Celsius, 
verificamos as configurações para garantir que tenham sido aplicadas corretamente. Isso pode 
ser feito visualizando a faixa de temperatura no display do controlador e verificando se os valores 
estão dentro da faixa esperada. 
Teste de Funcionamento: Para garantir que a configuração tenha sido realizada com sucesso, 
podemos realizar um teste de funcionamento. Isso pode envolver a aplicação de uma fonte de 
calor ao sensor de temperatura e a verificação da resposta do controlador à variação de 
temperatura dentro da faixa configurada. 
Ao concluir este passo, o range de temperatura do controlador de temperatura foi configurado para 
operar na faixa de 0 a 50 graus Celsius, atendendo aos requisitos específicos da aplicação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Passo 7: Configuração dos Parâmetros P, I e D como 0 
Neste sétimo passo, vamos configurar os parâmetros P (Proporcional), I (Integral) e D (Derivativo) como 
0 no controlador de temperatura. Esses parâmetros são comumente utilizados em controladores PID 
(Proporcional-Integral-Derivativo) para controlar o sistema de forma mais precisa e estável. 
Configurálos como 0 desativa o controle PID, permitindo-nos observar o comportamento do sistema 
apenas com o controle proporcional. 
Acesso ao Menu de Configuração: Utilizando os controles do controlador, acessamos o menu 
de configuração. 
Localização dos Parâmetros PID: Dentro do menu de configuração, procuramos pelas opções 
relacionadas aos parâmetros PID. Isso pode ser listado como "Configuração PID" ou algo 
semelhante. 
Configuração dos Parâmetros P, I e D como 0: Uma vez localizados os parâmetros PID, 
configuramos cada um deles como 0. Isso pode envolver navegar até cada parâmetro e ajustálo 
para o valor desejado. 
Verificação da Configuração: Após configurar os parâmetros P, I e D como 0, verificamos as 
configurações para garantir que tenham sido aplicadas corretamente. Podemos visualizar os 
valores dos parâmetros no display do controlador para confirmar que estão definidos como 0. 
Observação do Comportamento do Sistema: Após configurar os parâmetros como 0, 
observamos o comportamento do sistema. Podemos aplicar uma fonte de calor e monitorar 
como o controlador responde às variações de temperatura sem o uso dos parâmetros PID. 
Ao concluir este passo, os parâmetros P, I e D foram configurados como 0 no controlador de temperatura, 
permitindo-nos observar o comportamento do sistema sem o controle PID. Podemos analisar como o 
sistema responde às variações de temperatura apenas com o controle proporcional. 
 
 Após a configuração dos parâmetros P, I e D como 0 no controlador de temperatura, foi instalado um 
circuito com três lâmpadas para observar as consequências dessa configuração. Este circuito 
 
 
 
 
 
 
 
 
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proporcionará uma representação visual das mudanças na saída do controlador de temperatura, 
permitindo-nos verificar o impacto da ausência de controle PID. 
Descrição do Circuito: 
O circuito consiste em três lâmpadas conectadas em paralelo, com uma fonte de alimentação. As 
lâmpadas representam uma carga simulada que pode ser controlada pelo controlador de temperatura. 
Quando o controlador atua para aumentar ou diminuir a temperatura, a intensidade luminosa das 
lâmpadas mudará em resposta aos sinais do controlador. Infelizmente uma das lâmpadas estava 
queimada, mas conseguimos concluir a análise. 
 
 
 
 
 Regulação dos Parâmetros P, I e D para P-15, I-20, D-8 
Após a observação das consequências da ausência de controle PID (P-0, I-0, D-0) no circuito 
com as três lâmpadas, os 
parâmetros P, I e D foram ajustados para P-15, I-20, D-8 no controlador de temperatura. Este ajuste foi 
feito para introduzir um controle proporcional, 
integral e derivativo ao sistema e observar seu efeito sobre a potência fornecida ao circuito após a 
temperatura ultrapassar o range estabelecido. 
Efeito do Controle PID: 
Parâmetro Proporcional (P): O aumento do valor do parâmetro P implica em uma maior 
resposta do sistema às variações de temperatura. Isso significa que o controlador fornecerá 
mais potência ao circuito para corrigir desvios da temperatura setpoint. 
Parâmetro Integral (I): O aumento do valor do parâmetro I introduz um componente integral ao 
controle, que ajuda a corrigir o erro acumulado ao longo do tempo. Isso pode levar a uma 
resposta mais estável e precisa do sistema. 
Parâmetro Derivativo (D): O aumento do valor do parâmetro D introduz um componente 
derivativo ao controle, que ajuda a prever e reagir às mudanças na taxa de variação da 
temperatura. Isso pode ajudar a evitar oscilações e overshoots no sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Observações do Comportamento do Sistema: 
Diminuição da Potência após ultrapassar o Range Estabelecido: Com os parâmetros PID 
configurados como P-15, I-20, D-8, observamos que a potência fornecida ao circuito diminui 
após a temperatura ultrapassar o range estabelecido. Isso sugere que o controle PID está 
funcionando para corrigir o excesso de temperatura, reduzindo a potência fornecida às 
lâmpadas para trazê-la de volta ao intervalo desejado. 
Estabilidade e Precisão Melhoradas: A introdução do controle PID resultou em uma resposta 
mais estável e precisa do sistema às variações de temperatura. O aumento dos parâmetros P, I 
e D permitiu ao controlador ajustar mais efetivamente a potência fornecida ao circuito para 
manter a temperatura dentro do range desejado. 
Conclusão: 
Ao ajustar os parâmetros PID para P-15, I-20, D-8, observamos uma melhoria significativa no controle 
da temperatura no circuito com as três lâmpadas. O sistema foi capaz de 
corrigir desvios de temperatura de forma mais eficaz, resultando em uma resposta mais estável e 
precisa do sistemacomo um todo. 
 Conclusão Geral: 
A experiência realizada no laboratório, que envolveu a configuração e teste do controlador de 
temperatura em conjunto com o circuito das lâmpadas, proporcionou uma compreensão mais profunda 
dos princípios de controle de temperatura e dos conceitos relacionados ao uso de controladores PID. 
Através das diferentes etapas do experimento, foi possível observar como a configuração do controlador, 
juntamente com os parâmetros PID, influenciou diretamente o comportamento do sistema. Inicialmente, 
ao configurar os parâmetros PID como 0, observou-se uma resposta direta do sistema, com as 
lâmpadas operando com potência máxima quando a temperatura atingia ou ultrapassava os 50 graus 
Celsius. Isso destacou a importância do controle PID para garantir um controle eficaz e preciso da 
temperatura. 
Ao ajustar os parâmetros PID para valores específicos (P-15, I-20, D-8), observou-se uma mudança 
significativa no comportamento do sistema. A introdução do controle proporcional, integral e derivativo 
permitiu uma resposta mais estável e adaptável do controlador às variações de temperatura. Conforme 
a temperatura aumentava, a potência fornecida às lâmpadas diminuía, demonstrando uma resposta 
controlada e precisa do sistema. 
Esses resultados destacam a importância do ajuste adequado dos parâmetros PID para otimizar o 
desempenho do sistema de controle de temperatura. Uma configuração cuidadosa desses parâmetros 
pode garantir uma resposta rápida e estável do sistema, minimizando oscilações e mantendo a 
temperatura dentro dos limites desejados. 
Em resumo, a experiência fornecida pelo experimento no laboratório não apenas consolidou os 
conceitos teóricos relacionados ao controle de temperatura e aos controladores PID, mas também 
 
 
 
 
 
 
 
 
ORGANIZAÇÕES EINSTEIN DE ENSINO 
proporcionou uma compreensão prática de sua aplicação em um ambiente real. Isso é fundamental para 
o desenvolvimento de habilidades práticas e aprimoramento do conhecimento em engenharia de 
controle e automação.