A Instrumentação é definida como “a arte e ciência da medição e controle”. O termo instrumentação pode ser utilizado para fazer menção à área de trabalho dos técnicos e engenheiros de processo (instrumentistas e engenheiros de instrumentação), que lidam com os aparelhos do processo produtivo, mas também pode referir-se aos vários métodos e utilizações possíveis para os instrumentos.

Medição

Um instrumento é um dispositivo que é utilizado para medir grandezas características de sistemas físicos. As variáveis medidas são praticamente todas as variáveis mensuráveis relacionadas com as ciências físicas. Por norma este conjunto de variáveis inclui:

• Pressão
• Caudal
• Temperatura
• Nível
• Densidade
• Viscosidade
• pH
• Radiação
• Corrente elétrica
• Tensão elétrica
• Indutância
• Capacitância
• Frequência
• Vazão
• Entre várias outras propriedades físicas e químicas dos processos e materiais

Um instrumento pode ser visto simplesmente como um aparelho que ao receber um estímulo na “entrada” produz uma “saída”. Por exemplo, se colocarmos uma termoresistência num meio quente, ela faz variar uma qualquer grandeza de saída, no caso da termoresistência a sua “saída” é um valor de resistência elétrica.

Sinais de saída Os sinais com que os instrumentos comunicam entre si estão normalizados. Alguns dos sinais típicos são:

• Analógicos
  • Pneumáticos
    • 3-15 PSI
    • 20-100 kPa
    • 6-30 PSI
  • Tensão
    • 1-5 V
    • 0-5 V
    • 0-10 V
  • Corrente
    • 4-20 mA
    • 8-40 mA
• Digitais
  • Protocolo HART
  • Protocolo SMART
  • Fieldbus
  • MODBUS
  • Profibus
  • Para além de várias comunicações sem fios

Controle

Geralmente os instrumentos estão ligados a um sistema de controle qualquer, o qual analisa a medição enviada pelo instrumento. A resposta programada no sistema de controlo vai actuar dispositivos de controle inseridos no processo. Este ciclo de atualização dos valores das variáveis manipuladas, medida dos valores das variáveis controladas para se gerar a resposta adequada é a forma mais simples de descrever os conceitos associados ao controle de processos. Os dispositivos de controle utilizados são normalmente considerados como parte integrante da instrumentação, e podem ir desde os mais simples PLC’s (Controlador Lógico Programável, do inglês Programmable Logic Controller) até aos já mais avançados DCS’s (Sistema de Controle Distribuído, do inglês Distributed Control System).

As entradas nestes dispositivos podem variar desde um pequeno número de variáveis medidas, até à ordem dos milhares.