Código: | EQ0093 | Sigla: | DCP |
Áreas Científicas | |
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Classificação | Área Científica |
OFICIAL | Ciências Tecnológicas (Projeto) |
Ativa? | Sim |
Unidade Responsável: | Departamento de Engenharia Química |
Curso/CE Responsável: | Mestrado Integrado em Engenharia Química |
Sigla | Nº de Estudantes | Plano de Estudos | Anos Curriculares | Créditos UCN | Créditos ECTS | Horas de Contacto | Horas Totais |
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MIEQ | 89 | Plano de estudos oficial | 4 | - | 6 | 70 | 162 |
A Unidade Curricular tem como objetivo fundamental a formação nas áreas de i) modelação/simulação de sistemas dinâmicos, e ii) análise, projeto e operação de sistemas de controlo de processos. Como complemento, pretende-se transmitir conhecimentos básicos de instrumentação para controlo de processos (sensores, controladores, elementos finais de controlo).
Espera-se que após concluírem com sucesso a unidade curricular os estudantes sejam capazes de:
• Desenvolver modelos matemáticos de sistemas dinâmicos.
• Analisar e elaborar diagramas de blocos de sistemas dinâmicos lineares, identificando as funções de transferência intervenientes.
• Obter respostas temporais e em frequência de sistemas dinâmicos lineares.
• Identificar os principais instrumentos usados em controlo de processos químicos e biológicos, efetuando a análise crítica da sua relevância e contexto de uso.
• Projetar e sintonizar controladores clássicos de acordo com determinadas especificações de desempenho.
• Projetar e sintonizar algumas estratégias de controlo avançado, efetuando a análise crítica da sua pertinência.
• Identificar os principais métodos de processamento de sinais analógicos e digitais.
COMPETÊNCIAS CDIO* A ADQUIRIR:
1. Aquisição de conhecimentos técnicos
1.2 Conhecimentos nucleares de engenharia na área da computação e programação: comportamento dinâmico de sistemas; controlo de processos e instrumentação.
1.3 Conhecimentos avançados de engenharia: técnicas computacionais e utilização de software específico.
2. Aquisição de aptidões pessoais e profissionais
2.1 Pensamento e resolução de problemas: identificação e formulação de problemas; modelização e simulação de sistemas.
2.2 Conhecimentos avançados de engenharia: definições e interacções em sistemas; filosofias de controlo de processos; simulação de processos controlados por computador.
3. Aquisição de aptidões inter-pessoais
3.3 Comunicação em línguas estrangeiras: inglês.
4. Concepção, projecto, implementação e operação de sistemas
4.3 Concepção e engenharia de sistemas: conceitos de dinâmica de sistemas associados à operação de processos industriais; filosofias de controlo de processos.
4.4 Projecto: projecto de sistemas de controlo por realimentação negativa e de sistemas por antecipação-realimentação negativa; projecto de sistemas de aquisição de dados e de controlo por computador; conceitos sobre projecto industrial de sistemas de controlo distribuído.
4.5 Implementação: simulação de operação de processos controlados por computador; conceitos sobre instrumentação associada à operação de processos;
* conforme descrição em www.cdio.org
O conteúdo da Unidade Curricular está organizado de acordo com os seguintes tópicos:
• Tipos de sistemas dinâmicos. Sistemas contínuos e discretos.
• Modelos dinâmicos. Solução nos domínios do tempo e de frequência. Função de transferência. Linearização de sistemas.
• Sistemas de parâmetros concentrados. Sistemas de 1ª ordem; ganho estacionário e constante de tempo. Sistemas de 2ª ordem; ganho estacionário, constante de tempo e factor de amortecimento. Sistemas de ordem superior.
• Sistemas de parâmetros distribuídos.
• Sistemas complexos. Identificação.
• Análise da resposta em frequência. Diagramas de Bode e Nyquist.
• Estabilidade. Sistemas não lineares. Natureza dos pontos singulares. Aplicações em sistemas de Engenharia Química e Biológicos.
• Instrumentação industrial para controlo de processos: sensores e transmissores, controladores, elementos finais de controlo.
• Controlo em anel fechado (retroação).
• Comportamento dinâmico de um sistema em anel fechado. Análise de estabilidade.
• Sintonização de controladores: critérios e métodos.
• Controlo por antecipação e controlo de razão.
• Estratégias avançadas de controlo: controlo em cascata, controlo adaptativo e controlo com compensação de atraso.
• Representação de sistemas de controlo em diagramas P&I.
• Sistemas digitais para monitorização, comando e controlo de processos. Tratamento de sinais analógicos e digitais.
Aulas teórico-práticas de exposição de conceitos e discussão de casos de estudo. Realização de dois testes de avaliação durante o semestre, realizados em computador. Utilização de aplicações computacionais (Scilab/Xcos) para o ensino assistido por computador de dinâmica e controlo de processos. Realização de traalhos práticos com sistemas reais de controlo PID.
Designação | Peso (%) |
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Exame | 75,00 |
Teste | 25,00 |
Total: | 100,00 |
Frequência das aulas nos termos legais. Realização dos 2 testes em computador.
A classificação final é calculada de acordo com a seguinte fórmula:
CF = 0.125 * T1 + 0.125 * T2 + 0.75 * EX
em que T1 e T2 são as notas de cada teste e EX é a nota do exame.
O exame terá uma parte sem consulta (40 %) e uma parte com consulta (60 %).
Está definido o seguinte critério de aprovação: CF >= 9.5 e Ex >= 6.
Exame final.
Os estudantes poderão optar por efetuar o exame de recurso para melhorar apenas a nota do primeiro exame, mantendo as notas dos testes, ou melhorar as notas do exame e dos testes, de forma que a nota final será a do exame de recurso.