Desenvolvimento de um simulador virtual interativo de uma bancada de válvulas de controle em arquitetura Web

dc.contributor.advisorRosa, Arthur Hermano Rezende
dc.contributor.authorDe Oliveira, Jaelson
dc.date.accessioned2026-07-30T15:13:33Z
dc.date.created2026-07-08
dc.descriptionA alternância dos laboratórios experimentais físicos para ambientes de simulação virtuais vem despontando como possibilidade cada vez mais atraente face aos elevados custos de aquisição e manutenção de plantas didáticas reais. A presente pesquisa traz uma abordagem acerca da maneira um simulador computacional baseado em arquitetura web de página única (Single Page Application — SPA) pode reproduzir com fidelidade a dinâmica de processos hidráulicos e validar algoritmos de controle industrial em malha fechada. O objetivo foi desenvolver e validar um protótipo de simulador virtual e interativo de uma bancada de controle de vazão por válvulas, utilizando programação em JavaScript e interface inspirada em sistemas SCADA industriais. A investigação classifica-se como um desenvolvimento tecnológico de natureza aplicada centrado na engenharia de software, na qual se estruturou um resolvedor numérico determinístico baseado nas leis de conservação de massa e nas equações da norma IEC 60534. O sistema emula de forma síncrona duas rotas dinâmicas de amostragem: a resposta contínua do ambiente MATLAB/Simulink e o comportamento discreto de varredura temporal e quantização de bits de um Controlador Lógico Programável (CLP) Siemens S7-1200. Os resultados indicaram que a estabilidade algorítmica do modelo hidrodinâmico parametrizado sob dados nominais de catálogos comerciais, o que permite a análise de regimes transitórios de vazão em tempo real mediante gráficos dinâmicos gerados pela biblioteca Chart.js. A arquitetura orientada a objetos agregou modularidade à interface, possibilitando a alternância instantânea entre curvas de atuadores lineares, igual percentual e on/off sem divergências numéricas no navegador. Concluiu-se que o simulador atende com rigor sua finalidade pedagógica e tecnológica, reafirmando-se como uma plataforma instrucional portátil, segura e autossuficiente para a validação de estratégias de controle PID clássico em engenharia.
dc.description.abstractThe alternation of physical experimental laboratories to virtual simulation environments has emerged as an increasingly attractive possibility in view of the high costs of acquisition and maintenance of real didactic plants. The present research brings an approach to how a computer simulator based on a single page web architecture (SPA) can faithfully reproduce the dynamics of hydraulic processes and validate closed-loop industrial control algorithms. The objective was to develop and validate a prototype of a virtual and interactive simulator of a valve flow control bench, using JavaScript programming and an interface inspired by industrial SCADA systems. The research is classified as a technological development of an applied nature focused on software engineering, in which a deterministic numerical resolver was structured based on the laws of conservation of mass and the equations of the IEC 60534 standard. The system synchronously emulates two dynamic sampling routes: the continuous response of the MATLAB/Simulink environment and the discrete temporal scanning and bit quantization behavior of a Siemens S7-1200 Programmable Logic Controller (PLC). The results indicated that the algorithmic stability of the parameterized hydrodynamic model under nominal data from commercial catalogs, which allows the analysis of transient flow regimes in real time through dynamic graphs generated by the Chart.js library. The object-oriented architecture added modularity to the interface, enabling instant switching between linear actuator curves, equal percentage and on/off without numerical divergences in the browser. It was concluded that the simulator rigorously meets its pedagogical and technological purpose, reaffirming itself as a portable, safe and self-sufficient instructional platform for the validation of classic PID control strategies in engineering.
dc.identifier.advisorOrcid0000
dc.identifier.authorOrcid0000
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.14387/3349
dc.language.isopor
dc.publisher.campiBetim
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.institutionInstituto Federal de Minas Gerais
dc.publisher.programBacharelado em Engenharia de Controle e Automação
dc.rightsAcesso aberto
dc.subject.cnpqEngenharias
dc.subject.keywordsSimulador Virtual. Single Page Application. JavaScript. Controle PID. Automação de Processos.
dc.titleDesenvolvimento de um simulador virtual interativo de uma bancada de válvulas de controle em arquitetura Web
dc.title.alternativeDevelopment of an Interactive Virtual Simulator of a Control Valve Test Bench Using Web Architecture
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso

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