Considerando as afirmações a seguir sobre controle de processos:
I. O controle em malha fechada pode ser realizado por um operador humano (controle manual) ou mediante a utilização de instrumentação (controle automático).
II. A função fundamental do sistema de controle em malha fechada é manipular a relação entrada/saída de energia ou material, de maneira que a variável manipulada do processo seja mantida dentro dos limites estabelecidos.
III. Os sistemas de controle preponderam enquanto o processo controlado estiver operando dentro das condições normais para os quais ele foi projetado, enquanto que os sistemas de segurança preponderam sempre que o processo controlado sair das condições normais de operação.
IV. O conceito de malha aberta é frequentemente utilizado nas discussões dos sistemas de controle para indicar que está se investigando a dinâmica do processo em uma condição não controlada.
Conclui-se que:
a) Apenas as afirmações I, II e IV estão corretas.
b) Apenas as afirmações III e IV estão corretas.
c) Apenas as afirmações II e III estão corretas.
d) Apenas as afirmações I, III e IV estão corretas.
e) Todas as afirmações estão corretas.
I. O controle em malha fechada pode ser realizado por um operador humano (controle manual) ou mediante a utilização de instrumentação (controle automático).
II. A função fundamental do sistema de controle em malha fechada é manipular a relação entrada/saída de energia ou material, de maneira que a variável manipulada do processo seja mantida dentro dos limites estabelecidos.
III. Os sistemas de controle preponderam enquanto o processo controlado estiver operando dentro das condições normais para os quais ele foi projetado, enquanto que os sistemas de segurança preponderam sempre que o processo controlado sair das condições normais de operação.
IV. O conceito de malha aberta é frequentemente utilizado nas discussões dos sistemas de controle para indicar que está se investigando a dinâmica do processo em uma condição não controlada.
a) Apenas as afirmações I, II e IV estão corretas.
b) Apenas as afirmações III e IV estão corretas.
c) Apenas as afirmações II e III estão corretas.
d) Apenas as afirmações I, III e IV estão corretas.
e) Todas as afirmações estão corretas.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado pede e quais afirmações ele dá.
O enunciado apresenta quatro afirmações:
-
O controle em malha fechada pode ser realizado por um operador humano (controle manual) ou mediante a utilização de instrumentação (controle automático). -
A função fundamental do sistema de controle em malha fechada é manipular a relação entrada/saída de energia ou material, de maneira que a variável manipulada do processo seja mantida dentro dos limites estabelecidos. -
Os sistemas de controle preponderam enquanto o processo controlado estiver operando dentro das condições normais para os quais ele foi projetado, enquanto que os sistemas de segurança preponderam sempre que o processo controlado sair das condições normais de operação. -
O conceito de malha aberta é frequentemente utilizado nas discussões dos sistemas de controle para indicar que está se investigando a dinâmica do processo em uma condição não controlada.
A tarefa é identificar quais dessas afirmações são corretas e escolher entre as alternativas:
- (a) Apenas as afirmações
, e estão corretas. - (b) Apenas as afirmações
e estão corretas. - (c) Apenas as afirmações
e estão corretas. - (d) Apenas as afirmações
, e estão corretas. - (e) Todas as afirmações estão corretas.
Passo 2
Análise da afirmação
.
Primeiro, o que significa “malha fechada” em termos simples? Malha fechada é quando existe feedback: a variável que se quer controlar é medida, essa medida é comparada a um valor desejado (setpoint) e a diferença faz com que se ajuste a entrada (válvula, motor, etc.) para reduzir o erro. O ponto importante: quem aplica o ajuste pode ser uma pessoa ou um dispositivo automático — o que define a malha é o uso do feedback, não se é humano ou automático.
Exemplo simples e prático: um operador observa o nível de um tanque (medindo visualmente) e ajusta manualmente a válvula de alimentação para manter o nível. Esse processo é uma malha fechada com controle manual, porque há medição-observação e ação corretiva baseada nessa medição. Portanto a afirmação
está correta.
Passo 3
Análise da afirmação
.
Aqui precisamos distinguir dois termos muito usados em controle de processos:
- “Variável manipulada” (abreviada normalmente de
) é a variável que o controlador muda diretamente — por exemplo, posição de válvula, vazão de alimentação, potência aplicada. - “Variável controlada” ou “variável de processo” (abreviada
) é a grandeza que se quer manter em um valor desejado — por exemplo, nível do tanque, temperatura, pressão.
A função fundamental do sistema de controle em malha fechada é justamente manipular a
de forma a manter a
em torno do setpoint ou dentro dos limites especificados. Note o detalhe: não é a
que tipicamente se quer manter nos limites; a
é o meio de ação para manter a
. A afirmação
diz que a função é manipular a relação entrada/saída para que “a variável manipulada do processo seja mantida dentro dos limites estabelecidos” — isso coloca o foco no termo trocado: parece dizer que a
é o alvo a manter, quando o alvo costuma ser a
.
Para ilustrar com exemplo: se a
é temperatura e a
é potência do aquecedor, o controle aumenta ou diminui a potência para manter a temperatura. O objetivo é manter a temperatura (a
), não manter a potência em um valor fixo. Por isso a redação da afirmação
está incorreta/enganosa: ela confunde alvo (variável controlada) com a variável manipulada. Conclusão: a afirmação
é falsa.
Passo 4
Análise da afirmação
.
Em sistemas industriais costuma haver uma separação funcional:
- Sistemas de controle (controladores de malha, lógicas normais) atuam para manter o processo dentro das condições normais de operação — ou seja, operação desejada e eficiente.
- Sistemas de segurança (shutdown, alarme crítico, sistemas instrumentados de segurança) são projetados para atuar quando o processo sai das condições normais e há risco de dano, perda ou perigo — normalmente são mais restritivos, com lógica independente e ações automáticas para colocar o processo numa condição segura.
Isso é exatamente o que a afirmação
diz: controle prepondera em operação normal; segurança prepondera quando sai das condições normais. Essa distinção é usada rotineiramente no projeto de plantas (defesa em profundidade). Portanto a afirmação
está correta.
Passo 5
Análise da afirmação
.
“Malha aberta” refere-se a um arranjo sem feedback: a ação é aplicada sem medir e corrigir com base na variável controlada. Em discussões e estudos, trabalhar em malha aberta pode significar estudar a dinâmica do processo sem que um controlador esteja atuando — ou seja, observar a resposta natural do processo a entradas sem realimentação. Assim, afirmar que o conceito de malha aberta é frequentemente usado para indicar investigação da dinâmica do processo em condição não controlada está coerente com o uso técnico: malha aberta = sem controle (sem realimentação). Logo a afirmação
é correta.
Passo 6
Resumo das verdades das afirmações:
-
: verdadeira. -
: falsa (confunde variável manipulada com variável controlada). -
: verdadeira. -
: verdadeira.
As afirmações verdadeiras são
,
e
, o que corresponde à alternativa (d).
Resposta
(d)