Plataforma didática para implementação e avaliação experimental de controladores discretos

Abstract

As atividades práticas são importantes na formação do engenheiro. Equipamentos ou plataformas didáticas comerciais para uso em atividades práticas de disciplinas que envolvam sistemas de controle por vezes possuem alto custo, tornando sua aquisição difícil. O presente trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento de uma plataforma didática de baixo custo para estudo e avaliação de controladores discretos em plantas de processos físicas. A plataforma é composta por um hardware, baseado em Arduino, e um software supervisório desenvolvido com uso da linguagem de programação C#, responsável por configurar e obter dados da plataforma. São apresentadas as etapas de elaboração de cada componente, como, do hardware, que vai desde a escolha dos componentes eletrônicos até a confecção da placa, do programa do Arduino e do software supervisório. Após confecção da plataforma, são avaliados diversos projetos de controladores discretos (deadbeat, Ragazzini, Dahlin...) em plantas de processos de teste (circuitos RC e planta didática de pressão), simulando-os em ambiente virtual por meio do Matlab® e comparando os resultados com o resultado prático obtido via plataforma didática, atestando o funcionamento e viabilidade da plataforma desenvolvida.

Practical activities are important in the education of engineers. Commercial didactic equipment or platforms for use in practical activities of disciplines that involve control systems are sometimes expensive, making their acquisition difficult. This paper aims to present the development of a low-cost didactic platform to study and evaluate discrete controllers in physical process plants. The platform is composed of a hardware, based on Arduino, and a supervisory software developed using C# programming language, responsible for configuring and obtaining data from the platform. The steps for the development of each component are presented, such as the hardware, which goes from the choice of electronic components to the making of the circuit board, the Arduino program and the supervisory software. After making the platform, several projects of discrete controllers (deadbeat, Ragazzini, Dahlin...) are evaluated in test process plants (RC circuits and pressure didactic plant), simulating them in a virtual environment using Matlab® and comparing the results with the practical result obtained through the didactic platform, certifying the operation and viability of the developed platform.