Como Mejorar sus Sistemas de Control PID.pdf

7/16/2019 Como Mejorar sus Sistemas de Control PID.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/como-mejorar-sus-sistemas-de-control-pidpdf 1/35

15 de OctubreCrowne Plaza

Ciudad de México

ni.com/mexico

Simposio Técnico de

Medición y Automatización



Cómo Mejorar sus Sistemas de

Control PID

2

Ing. Arturo Vargas

Ingeniero de Campo – Zona Centro



Beneficios del Control Avanzado y Sintonización

Control basadoControl basado

en modeloen modelo < 1%< 1%

ControlControl

ManualManual• Una válvula de control

sintonizada pobrementecuesta $880 USDadicionales por año*

3

PIDPID eses

suficientesuficiente

PIDPID necesitanecesita

sintonizaciónsintonización

manualmanual

*Fuente: Cybosoft y ExperTune

• Un mal ciclo pH incurre endesperdicios químicos de$50,000 USD por mes*

• Un mal ciclo en un hornode temperatura cuesta$30,000 USD por mes*



Agenda

• ¿Qué es PID?• ¿Cómo mejorar el desempeño?

4

Actualizaciones al algoritmo PID

Controladores avanzados

• Conclusión



Agenda


5



• Conclusión



• Punto de Ajuste (Set Point, SP) – Punto de control deseado

• Salida (Output, OP) – Salida del controlador • Variable de Proceso (PV) – Salida de la planta/proceso

• Error = SP - PV

¿Qué es PID?

6

SP

OP

PV

error



Parámetros PID• Proporcional

Lleva al punto de ajuste Error

→ 0, OP → 0 “Error en estado estable”

• Integral Elimina el error en estado estable

7

OP proporcional a ∫ error

• Derivativo Incrementa la tasa de respuesta

OP proporcional a la tasa de cambio del error



Sistema de Control

8



Diagrama del Sistema Control

Sistema de Control de Temperatura

TempDeseada

Compensador PID

SalidaCaliente

Cámara-+

Error

º

Aire FrioPanel Frontal

de LabVIEW PID

Toolset

cFP-PWM-520

9

Temp

Medida

Sensor Termopar

120 ºC

100 ºC

62%

cFP-TC-120

NI LabVIEW



Implementación PID DEMODEMO

10



Control PID – Ventajas y Desventajas

• Ventajas Probado

11

• Desventajas No es sencillo de sintonizar

No es óptimo para todos los sistemas• Reacción, fricción, etc.



¿Cómo Programar un PID?

Windows/Tiem o RealBloques de Función

Nuevas alternativas para

programación de PACs3:15 pm -4:10 pm

12

FPGA Control y Simulación



Agenda


13



• Conclusión



Beneficios de Ciclos a Mayor Velocidad

14



Tasas de Ciclo PID

1 MHzNI CompactRIO

PXI Real-Time

FPGA

15

600 Hz

25 kHz

100 kHz

100 Hz

EscritorioCompact FieldPoint



Máquina de Inyección

El movimiento del émbolo de inyección de aluminio en un ciclocerrado estable a una velocidad que varía de 0 a 10 m/s.

16Copyright 2007 © EUROelectronics srl – ITALY -



Agenda


17



• Conclusión



Actualice su PID

Disturbios

“Feed-forward”

18

Variante en elTiempo

de Ganancia

PID Adaptivo



“Feed-Forward”• Utilizado comúnmente para compensar un disturbio

externo medible antes de que afecte una variablecontrolada.

• i.e. Tasa de cambios de la alimentación del roducto

19



Ejemplo de “Feed-Forward”

“FeedFordward”

20



Calendarización de Ganancia

PID 3

21

PID 1

PID 2



Calendarización de Ganancia• Utilizado para cambiar la ganancia en tiempo

real dependiendo de OV.• Transferencias sin fluctuacionesPID

DEMODEMO

22

Selección de

Ganancias

Ganancias



PID Adaptivo• Mezcla de identificación del sistema en línea con

control común PID• Puede manejar sistemas variantes en tiempo

DEMODEMO

23



Agenda


24



• Conclusión



Controladores Avanzados

National Instruments

• Controladores Óptimos (LQR, LQG)• Control de Modelo Predictivo (MPC)• Filtros Kalman

25

• Lógica Difusa

Socios Externos

• Redes Neuronales• Algoritmos Genéticos• Modelo Libre Adaptivo



Cómo Crear un Controlador Avanzado

• Almacenamiento• Identificación de

sistemas

• Diseño•

Diseño deControl • Despliegue

• Pruebas

26

• a ac n e o e os

Modelado dePlanta Implementación



Ejemplo

Control de Crucero

V:Velocidad

u:Gas al Motor

‘ ’

Retroalimentación PID

27

acción cuando‘V’ esta fuera delpunto de ajuste.(e <>0)



MPC

‘C’ toma accióndebido a cambiosfuturos en:

a) la pendiente del

28

b) puntos de ajustede la velocidad y

límites develocidad/gas



Experimento – Cámara de Temperatura

29



Validación – Modelado de Planta

30



Diseño de Control MPC

31



Prototipo de Control MPC DEMODEMO

32



Aplicación: Control de calidad delrevestimiento al construir cableeléctrico.

Reto: Desarrollar un control de procesoque pueda manejar sistemas MIMOcon retrasos grandes

Tyco Electronics Implementa Control Predictivo de

Modelo en Proceso de Producción

33

ro uc os: ompac e o n ,LabVIEW DSC, Diseño de Control ySimulación.

Beneficio Clave: Utilizar una plataformaen común para desarrollar el

controlador y desplegar un sistemacapaz de integrar sistemas deinformación de terceros.



Controladores Avanzados

• Ventajas MIMO

34

• Desventajas Se requiere modelo

Habilidades de ingeniería



Conclusiones

• Revisión del algoritmo PID• Considere

35

Mejorar el algoritmo PID Actualizar el algoritmo de control

Documents

Como Mejorar sus Sistemas de Control PID.pdf