Instrumentação e Controlo

Código:

MEMG0011

Sigla:

IC

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Tecnologias e Ciências Aplicadas
OFICIAL	Matemática

Ocorrência: 2022/2023 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia de Minas
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia de Minas e Geo-Ambiente

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EMG	5	Plano de estudos oficial a partir de 2008/09	2	-	6	45,5	162

Língua de trabalho

Inglês
Obs.: Português se todos os estudantes forem falantes da língua portuguesa.

Objetivos

1) Conhecimentos: Relembrar métodos de resolução de equações diferenciais lineares utilizando a transformada de Laplace;
2) Compreensão: Reconhecer e explicar o comportamento de sistemas simples paradigmáticos; modelar processos com comportamento típico; Explicar a fundamentação física de sensores. Saber seleccionar sensores e válvulas ajustadas à sua função no laço de controlo.
3) Aplicação: Reconhecer estruturas de modelos a partir do seu comportamento experimental;
4) Análise: Utilizar a simulação dinâmica como ferramenta de compreensão e de acção sobre o processo;
5) Síntese: Distinguir e elaborar estratégias paradigmáticas de controlo; Avaliação: Avaliar o comportamento de um laço de controlo e o respectivo campo de estabilidade.

Resultados de aprendizagem e competências

Características dos sistemas de controlo por feedback, feedforward e duplo.
Simulação dinâmica de sistemas simples;
Compreensão do comportamento típico de laços de controlo em circuito fechado.
Compreensão dos princípios físicos subjacentes aos principais sensores.
Estratégias de controlo na indústria mineira.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos prévios necessários: equações diferenciais lineares e transformada de Laplace.

Programa

MÓDULO I - INSTRUMENTAÇÃO: Alarmes. Sensores de peso, sensores de nível, sensores de débito, medida da densidade, da fracção e da percentagem de sólidos, sensores de temperatura, sensores da granulometria, controlo acústico da intensidade da moagem e sensores de composição. Os actuadores. A sala de controlo e o equipamento utilizado (analógico e digital com breve referência ao equipamento pneumático).
MÓDULO II - INTRODUÇÃO À TEORIA DO CONTROLO: O processo, o sistema e o modelo. Transformações integrais. Descrição externa: A função de transferência (ou transmitância). A transmitância como transformada de Laplace da resposta impulsional. Resposta do sistema de 1ª ordem. Sistemas linearizáveis. Sistema de 2ª ordem. Análise de circuitos de controlo por retroacção (feedback). Estabilidade: Critérios Algébricos e Análise Frequencial. Controlo por actuação antecipada (Feedfoorward): Controlo relacional. Controlo baseado em modelos estacionários. Controlo baseado em modelos dinâmicos. Estabilidade e Ajuste. controlo de processos multi-variáveis. Interacção do processo e dos laços de controlo. Análise dos diagramas de blocos.
MÓDULO III – ESTRATÉGIAS DE CONTROLO NA INDÚSTRIA MINEIRA: Descrição das principais estratégias de controlo aplicadas às principais operações unitárias de uma instalação de processamento: Fragmentação, Moagem e Flutuação.

Bibliografia Obrigatória

António Fiúza; Instrumentação, FEUP, 2010

Bibliografia Complementar

António Fiúza; Teoria do Controlo, 2010
Dale E. Seborg; Process dynamics and control. ISBN: 0-471-00077-9

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas de apresentação dos conceitos fundamentais relativos à teoria do controlo, instrumentação e estratégias. Aulas prática de exercícios paradigmáticos utilizando uma abordagem baseada na função de transferência.

Software

Matlab

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de controlo > Automação

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	80,00
Trabalho prático ou de projeto	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	85,00
Frequência das aulas	52,00
Elaboração de projeto	25,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Para obter frequência os alunos terão que estar presentes em pelo menos 75% de todas as aulas leccionadas.

Fórmula de cálculo da classificação final

NF= 0,30 * T1 + 0,50 * T2 + 0,20 * NT

sendo:
NF - Classificação final; T1 - classificação obtida no 1º teste; T2 - classificação obtida no 2º teste; NT - classificação obtida no trabalho.

PS: Testes a realizar durante a hora da aula, em data a combinar com os estudantes.

Provas e trabalhos especiais

Não está prevista a realização de trabalhos especiais.

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Estudantes portadores de estatuto especial, para além da avaliação a que estão obrigados os estudantes ordinários, podem submeter-se a exame global sobre toda a matéria lecionada, em época especial de exames.

Melhoria de classificação

Em exame de melhoria de classificação, incidindo sobre toda a matéria lecionada.
Componentes isoladas da avaliação distribuída são passíveis de melhoria de classificação.

Observações

Eventuais alterações ao previsto, poderão ocorrer, na sequência do desenvolvimento da  situação de pandemia.