Controle de temperatura em forno a gás

Abstract

Neste trabalho é realizado o desenvolvimento de um dispositivo para aprimorar uma etapa do processo de aprovação dos produtos de cocção que contêm um forno a gá, auxiliado pelo time de engenheiros e técnicos da Whirlpool S/A. O teste normativo de referência é o procedimento de aquecimento das várias partes do aparelho presente na norma ABNT NBR 13723-1: Performance e Segurança, a ser realizado em um laboratório acreditado pelo INMETRO para aprovar a venda aos usuários domésticos de modelos de fogões de piso com forno. No protótipo é usado o controle automático com realimentação, projetado com a estratégia de ação Proporcional Integral. O modelo da planta é estimado utilizando métodos de identificação por funções de transferência de primeira ordem, e a lei de controle é implementada no microcontrolador Arduino em conjunto com um servomotor para atuar na dinâmica do processo. Para validar o sistema de controle desenvolvido, dois modelos de produto que apresentam a mesma cavidade do forno são ensaiados em dois níveis de temperatura (200oC e 240oC). Os resultados obtidos indicam que a solução desenvolvida apresenta constância entre repetições, independente de modelo ou temperatura ajustada.

In this study, a device is developed to improve a step in the approval process for stoves that contain a gas oven, assisted by the team of engineers and technicians from Whirlpool S/A. The normative test is the heating procedure of the various parts of the appliance, present in the ABNT NBR 13723-1 standard: Performance and Safety, to be carried out in a laboratory accredited by INMETRO to approve the sale to home users of models of stoves with oven. The prototype uses automatic feedback control, designed with the Proportional Integral action strategy. The process model is estimated using first order transfer function identification methods, and the control system is implemented in the Arduino microcontroller in conjunction with a servo motor to act on the process dynamics. To validate the control system developed, two product models with the same oven cavity are tested at two temperature levels (200oC and 240oC). The results obtained indicate that the developed solution presents constancy between repetitions, regardless of model or adjusted temperature.