Controlo de Processos e Instrumentação

Código:

EBE0029

Sigla:

CPIN

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia de Bioprocessos
OFICIAL	Engenharia Biológica

Ocorrência: 2016/2017 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	20	Plano de estudos oficial	3	-	6	70	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Esta UC tem como objetivo fundamental o desenvolvimento de competências de modelação, análise e projeto de sistemas de controlo automático de processos físicos/químicos/biológicos. Em complemento, pretende-se que os estudantes adquiram conhecimentos básicos quanto à instrumentação associada à implementação do controlo automático: sensores, controladores e leemntos finais de controlo. 

Resultados de aprendizagem e competências

Um estudante que conclua com sucesso esta UC deverá ser capaz de:

• Elaborar modelos matemáticos baseados em equações diferenciais para representação de sistemas dinâmicos.
• Efetuar a linearização de modelos não-lineares na vizinhança de um estado estacionário.
• Elaborar diagramas de blocos de sistemas dinâmicos lineares, identificando as funções de transferência intervenientes.
• Identificar os principais instrumentos usados em controlo de processos físicos/químicos/biológicos e fazer a análise crítica da sua relevância.
• Projetar e sintonizar controladores clássicos de acordo com determinadas especificações de desempenho.
• Projetar e sintonizar algumas estratégias de controlo avançadas, fazendo a análise crítica da sua pertinência.
• Reconhecer os principais métodos de tratamento de sinais analógicos e digitais.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Os principais tópicos que constituem a UC são:

1. Modelos de sistemas dinâmicos. Solução nos domínios do tempo e de frequência. Função de transferência. 
2. 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. 
3. Linearização de sistemas não-lineares. 
4. Atrasos temporais. 
5. Sistemas complexos. Representação por modelos empíricos. 
6. Instrumentação industrial para controlo de processos: sensores e transmissores, controladores, elementos finais de controlo. 
7. Controlo em anel fechado (retroação).
8. Comportamento dinâmico de um sistema em anel fechado. Análise de estabilidade.
9. Sintonização de controladores: critérios e métodos.
10. Controlo por antecipação e controlo de razão.
11. Estratégias avançadas de controlo: controlo em cascata, controlo adaptativo e controlo com compensação de atraso.
12. Representação de sistemas de controlo em diagramas P&I.
13. Sistemas digitais para monitorização, comando e controlo de processos. Tratamento de sinais analógicos e digitais.

Bibliografia Obrigatória

Dale E. Seborg, Thomas F. Edgar, Duncan A. Mellichamp; Process dynamics and control. ISBN: 0-471-00077-9

Bibliografia Complementar

B. Wayne Bequette; Process control. ISBN: 0-13-353640-8

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

O ensino será baseado em aulas de exposição e discussão de conceitos e casos de estudo. Serão utilizadas aplicações computacionais (Scilab/Xcos) para o ensino assistido por computador. Serão realizados de exercícios práticos com sistemas reais de controlo PID.

Software

Scilab/Xcos

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de processos > Controlo de processos

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Trabalho escrito	25,00
Total:	100,00

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final, CF, é dada por: 
CF = 0.25 * CT + 0.75 * CE 
em que CT é a nota média dos relatórios dos trabalhos realizados durante o semestre e CE é a nota do exame. 
O exame terá uma parte sem consulta (40 %) e uma parte com consulta (60 %). 

Para obter aprovação na UC, é necessária a obtenção de uma classificação mínima no exame de 8 valores.

Provas e trabalhos especiais

Realização de relatórios de dois trabalhos práticos:

1) Dinâmica de Sistemas 

2) Controlo de Processos 

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Realização do exame final.

Melhoria de classificação

Cada estudante poderá optar por realizar o exame de recurso para melhorar apenas a classificação do exame de época normal, mantendo a classificação do relatório do trabalho, ou melhorar ambas as classificações, permitindo então que a classificação final seja a do exame de recurso.