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Despite many advances in the field of dead-time compensators (DTCs) for unstable first-order plus dead-time (UFOPDT) processes, the tuning, in general, is manually carried out. Therefore, this paper proposes simple tuning rules for a DTC intended to UFOPDT processes. The rules are based on the relative dead time, desired closed-loop time constant, and achievable robustness. Besides, as the practical implementation is always in the discrete-time domain, a method to choose the sampling period for UFOPDT processes is presented. Four simulation examples from the literature are used to show the advantages of the proposed method. In addition, an experiment with a propeller pendulum is performed to confirm such advantages in the control of a real unstable process with dead time.

Medidas de espectroscopia gama de alta resolução têm diversas aplicações. Aplicações envolvendo medidas de radioisótopos de meia-vida curta podem apresentar problemas de baixa precisão nas contagens quando a fonte radioativa está distante do detector e de perda de acurácia por efeitos de tempo morto e empilhamento de pulsos em situação de altas taxas de contagens. Um modo de minimizar esses problemas é alterando a posição da fonte radioativa durante o processo de medição, aproximando-a do detector conforme sua atividade diminui e assim maximizando o número de contagens medidas. Neste trabalho, foi desenvolvido o Movimentador de Amostras Radioativas Automatizado (MARA), um aparato de baixo custo, feito com materiais de baixo número atômico e leve, projetado e construído para auxiliar nas medidas de espectroscopia gama, capaz de controlar a distância entre a fonte e o detector, permitindo inclusive que ocorra alteração dessa distância durante o processo de medição. Por ser automatizado ele otimiza o tempo do operador, que tem total liberdade para criar suas rotinas de medidas no dispositivo, além de evitar que o mesmo tome uma parcela da dose radioativa. Foi também feita uma interface que permite controle do MARA e a programação do sistema de aquisição de dados. Foram realizados testes para otimização da operação do sistema MARA e foi verificada a segurança de operação do MARA, não apresentando nenhuma falha durante seus testes. Foi aplicado o teste de repetitividade, por meio de medições com uma fonte calibrada de 60Co, e verificou-se que o sistema de movimentação de prateleiras automatizado reproduziu os resultados do sistema estático com confiabilidade de 95%. High resolution gamma spectroscopy measurements have several applications. Those involving short half-life radioisotope measurements may present low precision problems when the radioactive source is far from detector end cup and in the very high activity situations also can present accuracy loss due to dead time and pile-up effects. A way to overcome these problems is changing the source detector distance as the activity is decreasing, and thereby maximizing the statistical counting. In the present study, the Controller of Acquisition and Sample Positioner for Activation (CASPA) was developed. It is a low cost and weight device, made with low atomic number materials designed to assist gamma spectroscopy measurements, which is able to control the distance between the source and the detector, even allowing that there is a change of this distance during the measurement process. Because it is automated it optimizes the time of the operator, who has complete freedom to program their routine measurements in the device besides minimizing the radiation dose in the operator. An interface that allow the user control the CASPA system and to program the acquisition system was created. Tests aiming to optimize the operation of CASPA system were carried out and the safety of the CASPA operation was verified, it was not presented any failure during their tests. It was applied the repeatability tests by the acquisition 60Co standard source and was found that the positioning of automated system has reproduced the results of static system with a 95% of confidence level .

A identificação de sistemas industriais tem aplicação industrial principalmente na sintonia de malhas de controle. A sintonia freqüente das malhas de controle possibilita a manutenção das características de desempenho do processo industrial durante o ciclo de vida da produção. O fato de ser remota, neste trabalho realizada via as interfaces OPC e CyberOPC, possibilita inúmeras aplicações práticas como a terceirização do serviço por empresas especializadas ou a centralização da otimização nas empresas constituídas por áreas distribuídas. Este trabalho propõe e testa experimentalmente, em sistemas lineares de primeira ordem com tempo morto, uma ferramenta computacional de identificação e sintonia remota de malhas de controle em malha aberta ou fechada utilizando controladores PID em ambiente industrial, que preenche os requisitos acima citados em uma plataforma única, e desta forma tem aplicação no ambiente industrial para ajustar as malhas de controle e em ambiente acadêmico como ferramenta de estudo de aplicações de controle e de redes industriais. The identification of industrial systems has industrial application mainly in control loop tuning. The frequent tuning of the control loop allows the maintenance of performance characteristics for industrial process during the production life cycle. Remote tuning, using OPC and CyberOPC interfaces, supports several practical applications, such as specialized companies outsourcing services or companies distributed in different areas centralizing optimization. This project proposes and validates experimentally in first order plus dead time systems a software tool for remote identification and tuning of open or close PID control loops in an industrial environment that fulfils the requirements described above, in a single platform. The software tool could be used in control loops tuning in industrial systems, as well as in an academic environment simulating control applications and industrial networks.

O presente trabalho tem por objetivo a implementação de algoritmos de controle do tipo PID com sintonia automática de seus parâmetros para controle de processos térmicos de primeira ordem mais tempo morto. Existe um grande número de métodos para a sintonia automática, os quais requerem informações variadas sobre o processo. A sintonia automática dos parâmetros do controlador escolhida para implementação é baseada no método da realimentação a relê que utiliza o ganho estático e o período e amplitude críticos do processo e pode ser facilmente adotada na indústria. Este método foi implementado em um controlador industrial microprocessado que utiliza um microcontrolador da família 8051. A correta identificação dos parâmetros críticos do processo presume a geração de oscilações simétricas durante a realimentação a relê. O algoritmo de sintonia automática desenvolvido inclui correção em tempo real da amplitude do relê para evitar identificação falsa de um ciclo da oscilação e da assimetria na saída do processo durante a realimentação a relê. A implementação do algoritmo é simples e direta em termos de programação no ambiente de microcontroladores mesmo em linguagem de baixo nível (assembly). São apresentados resultados de simulação e os resultados experimentais realizados em um aparelho industrial comercial. The objective of this work is the implementation of a PID control algorithm with auto-tuning for a thermal first order process plus dead-time. There is a number of methods for the auto-tuning of PID controllers which require different information on the process. The auto-tuning algorithm is implemented in a industrial controller based on the 8051 microcontroller family. The auto-tuning method considered for implementation is based on the relay feedback procedure which require the process steady state gain and the ultimate point on the Nyquist plot and can be easily adopted by industry. The method is also suited for pre-tuning adaptive controllers. The auto-tuning method used assume symmetrical oscillations during the relay feedback experiment to render the correct ultimate point on the Nyquist plot The proposed auto-tuning algorithm includes on-line correction for asymmetry oscillation and relay amplitude to avoid false capture of the limit cycle. The symmetrical oscillations are ensured by a DC bias signal added to the relay output. The algorithm is simply and straight to be written in a microcontroller programming language. Experimental results accomplished in a industrial PID auto-tuner are presented.