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Este texto está dividido em 3 partes: superior, intermediária e inferior. Os sistemas de controle complexos incluem: sistemas de controle em cascata, sistemas de controle uniforme, sistemas de controle por razão, sistemas de controle em faixas, sistemas de controle seletivo automático, sistemas de controle feedforward e sistemas de controle de três impulsos, entre outros. No artigo anterior, apresentamos os sistemas de controle em cascata e os sistemas de controle uniforme. Neste artigo, abordaremos principalmente os sistemas de controle por razão, os sistemas de controle por faixas e os sistemas de controle seletivo automático. 3) Sistema de controle por razão: No processo de produção, muitas vezes são necessários dois ou mais materiais que devem ser misturados em proporções precisas (razões específicas) para a fabricação dos produtos. É necessário controlar com precisão as proporções desses materiais. Na prática, costuma-se utilizar um sistema de controle por razão para isso. A seguir, tomaremos como exemplo um sistema de controle por razão de relação de circuito fechado simples: a variável ativa F1 não possui controle de realimentação, sendo, portanto, variável. A F2 é a variável passiva, que varia conforme a F1. Em estado estável, é possível manter F2 = KF1 (onde K é o coeficiente de proporcionalidade). Pode-se observar no diagrama que F2 forma um circuito de controle fechado; por isso, chamamos esse sistema de sistema de controle por razão de relação de circuito fechado simples. Figura: Sistema de controle por razão de taxa. O sistema de controle por razão de taxa é geralmente utilizado em situações em que as variações nos parâmetros F1 não são significativas, como no caso do fluxo de saída de uma bomba de dosagem. Se as variações em F1 afetarem o próximo processo, então será necessário utilizar um sistema de controle por razão de dois termos fechados, ou, dependendo das exigências específicas do processo, um sistema de controle por razão em cascata. 4) Sistema de controle por faixas: O principal objetivo de se utilizar um sistema de controle por faixas é ampliar a faixa de ajuste R, de modo a atender às exigências de sistemas de controle especiais ； Melhorar a qualidade de regulação, economizar energia e melhorar as condições de funcionamento das válvulas de regulação ； Atende às necessidades de baixo fluxo durante o arranque e parada, bem como ao alto fluxo durante a produção normal, permitindo assim um bom controle da qualidade ； Assegurar a estabilidade e a segurança em condições normais de produção e em situações de emergência. Tomando como exemplo o diagrama em blocos abaixo, o material é aquecido por meio da válvula de água quente A e da válvula de vapor B. É necessário que a temperatura do material na saída do trocador de calor permaneça constante. Para economizar vapor, ele é adicionado somente quando a válvula de água quente A está completamente aberta e a temperatura ainda não atingiu o valor desejado; nesse caso, a válvula de vapor B é aberta. Figura: Sistema de controle por etapas. Como pode ser visto na figura, mesmo após a válvula de água quente A estar completamente aberta, a temperatura ainda é inferior ao valor desejado. Nesse caso, o controlador de temperatura gera uma pressão de até 60 kPa. Então, a válvula de vapor se abre, fornecendo vapor adicional para que a temperatura atinja o valor desejado. Neste exemplo, a saída do regulador é dividida em duas partes, permitindo o controle de duas válvulas de regulação de tipo “abre com ar”. Além disso, é possível projetar uma válvula de regulação de tipo “abre com ar”, uma válvula de regulação de tipo “fecha com ar” ou duas válvulas de regulação de tipo “fecha com ar”, de acordo com as necessidades do processo. Para atender às exigências específicas da produção industrial, o controle por faixas também permite dividir o sinal de saída do controlador em vários segmentos. Cada segmento controla uma válvula de controle, sendo que cada válvula funciona apenas dentro de uma determinada faixa do sinal de saída do controlador. 5) Sistema de controle seletivo automático: Em situações de sobrecarga de equipamentos como compressores, bombas e ventiladores, ou quando o reator atinge seu limite de funcionamento, ou ainda em situações de emergência relacionadas à parada ou partida de grandes instalações de produção, os sistemas de controle automáticos convencionais não são suficientes para lidar com essas situações. Se os operadores tentarem resolver esses problemas manualmente, eles ficarão sob grande pressão e é provável que cometam erros. Por isso, é utilizado um sistema de controle seletivo automático, também conhecido como sistema de controle de deriva, para garantir a segurança na produção e para permitir a parada e partida automática dos equipamentos. Esse método de controle consiste em adicionar as relações lógicas decorrentes das condições limitantes do processo de produção ao sistema de controle normal. Quando o processo de produção se aproxima dessas condições limitantes, e antes que situações inseguras surjam, é acionado um regulador especial para controlar essas situações inseguras. Esse regulador substitui o sistema de controle normal, até que o processo de produção volte a operar dentro dos limites seguros. Nesse ponto, o sistema de controle normal volta a funcionar automaticamente. Esse tipo de controle automático também é conhecido como sistema de controle de proteção automática. Como exemplo, na figura abaixo: a vazão de amônia e de ar é convertida em sinais por meio de transmissores de vazão. Esses sinais são então enviados para um divisor, onde se calcula a razão entre eles. O sinal resultante serve como valor de referência para o regulador de razão KC e para o regulador de ultrapassagem KY. Os sinais de saída desses reguladores são conectados ao seletor LS, que por sua vez controla a válvula. Figura: Em condições normais de produção, no sistema de controle seletivo automático, a saída do regulador de derivação KY é de 100 kPa. O seletor de baixa pressão LS envia sinais para a válvula de controle apenas por meio do regulador de relação KC. Se houver flutuações no processo de produção, e a relação entre o fluxo de amônia e o fluxo de ar ultrapassar o limite de segurança permitido, o regulador de derivação KY entra em ação, reduzindo a saída e fechando gradualmente a válvula de controle, até que a relação entre o fluxo de amônia e o fluxo de ar volte ao valor normal. Nesse momento, o regulador de relação KC volta a funcionar automaticamente. (As válvulas de controle nas linhas de tubulação de amônia costumam ser do tipo que se abrem com ar.) A imagem não é exibida aqui; se necessário, pode-se consultar o texto original em: https://www.sohu.com/a/308376089_120129629?sec=wd