Instrumentação, Simulação e Controle de Processos


Codigo Carga Horária
T E L/P CHT
EQM405 0 2 0 80

Ementa

Motivação ao estudo da modelagem e controle de processos químicos. Fundamentos e aplicações da instrumentação da indústria química. Modelagem matemática e técnicas de resolução numérica aplicadas a processos químicos. Sistemas de controle de processos químicos convencionais e avançados. Análise e simulação aplicada à engenharia química.

Descrição

A área de modelagem e controle de processos químicos é uma disciplina integradora relacionando a aplicação dos principais temas que constituem a Engenharia Química, como fenômenos de transporte, termodinâmica, reatores e operações unitárias, na formulação de modelos matemáticos visando à simulação com o objetivo de operar, projetar, otimizar e controlar essas unidades de processamento para a automação da planta química. Neste contexto, é fundamental a capacitação deste profissional nos diversos tópicos considerados multi-disciplinares que formam o conteúdo desta área de conhecimento. Assim, tendo como objetivo a análise de processos químicos industriais, deve-se considerar a instrumentação industrial, com ênfase nos elementos sensores, comunicação, controladores em malhas abertas/fechadas com configurações convencionais/avançadas, elementos finais e controle lógico programável (CLP), os quais constituem os sistemas supervisórios de processos. Na sequência, a modelagem matemática fenomenológica com base nos balanços material/energia, além de equações auxiliares (cinéticas, termodinâmicas e fenômenos de transporte), permite a simulação das unidades de processo (operações unitárias e reatores químicos/bioquímicos). Por fim, pode-se estudar o projeto de sistemas de controle, ou seja, a determinação dos parâmetros do controlador em problemas "servo" e "regulador" (sintonia) e a análise de desempenho nos diversos cenários de distúrbios. Dessa forma, atinge-se o objetivo de fornecer condições para modelar, simular e controlar as diversas unidades de processos químicos industriais no intuito de viabilizar a automação industrial. Além disso, as técnicas pedagógicas utilizadas na disciplina propiciam as oportunidades necessárias para o desenvolvimento da capacidade de organização (realização de tarefas individuais e em grupo), de criação (as tarefas são formatadas para permitir a execução de forma flexível), de comunicação (apresentação das tarefas realizadas nas formas oral e escrita), e de arguição (discussão das avaliações das tarefas).

Responsável

Foto Professor

Armando Zanone

Mais Informações

Bibliografia

Básica

  • BEGA, Egídio Alberto (Org.) et al. INSTRUMENTAÇÃO industrial. 3. ed. Rio de Janeiro, RJ: Interciência, 2011. 694 p. ISBN 9788571932456.
  • LUYBEN, William L. Process modeling, simulation, and control for chemical engineers. 2. ed. New York: McGraw-Hill, 1990. 725 p. (Chemical Engineering Series).
  • SEBORG, Dale E. Process dynamics and control. New York: John Wiley, 1989. 717 p. (Wiley Series in Chemical Engineering).

Complementar

  • AGUIRRE, Luis Antonio, ed. ENCICLOPÉDIA de automática: controle e automação. São Paulo, SP: Blucher, 2007. v. 1.
  • AGUIRRE, Luis Antonio, ed. ENCICLOPÉDIA de automática: controle e automação. São Paulo, SP: Blucher, 2007. v. 2. ISBN 9788521204091.
  • AGUIRRE, Luis Antonio, ed. ENCICLOPÉDIA de automática: controle e automação. São Paulo, SP: Blucher, 2007. v. 3. ISBN 9788521204107.
  • BEQUETTE, B. Wayne. Process dynamics: modeling, analysis, and simulation. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, c1998. 621 p. ISBN 0132068893.
  • CHAPRA, Steven C. Métodos numéricos aplicados com MATLAB para engenheiros e cientistas. 3. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. 655 p. ISBN 9788580551761.
  • EDGAR, Thomas F; HIMMELBLAU, David Mautner. Optimization of chemical processes. New York: McGraw-Hill, 1989. 652 p. (Chemical Engineering Series).
  • KWONG, Wu Hong. Controle digital de processos químicos com MATLAB e SIMULINK. São Carlos, SP: EdUFSCar, 2007. 164 p. (Série Apontamentos). ISBN 9788576000891.
  • KWONG, Wu Hong. Introdução ao controle de processos químicos com MATLAB. São Carlos, SP: EdUFSCar, 2010. v. 2. 215 p. ISBN 9788585173937.
  • SMITH, Carlos A; CORRIPIO, Armando B. Princípios e prática do controle automático de processo. [Título original: Principles and practice of automatic process control]. Trad. Maria Lúcia Godinho de Oliveira, rev. téc. Robson Mendes Matos. 3. ed. Rio de Ja
  • STEPHANOPOULOS, George. Chemical process control: an introduction to theory and practice. New Jersey: Prentice-Hall, 1984. 696 p. (Series in the Physical and Chemical Engineering Sciences). ISBN 0131286293.