Controladores PIDControl Clsico.

Objetivos Identificar las variables y lazos de control.Definir el control proporcional, el integral o reajuste (Reset), y derivativo.Observar la repuesta de las acciones de control combinadas.Identificar el mtodo de ajuste de ganancia limite.Definir los diferentes modos de control de acuerdo a las caractersticas del proceso.

Conceptos Bsicos: Control El control es la funcin cuyo propsito principal es medir, evaluar y ajustar la operacin de un proceso, o un sistema en condiciones dinmicas, de tal modo que logre objetivos deseados dentro de especificaciones planeadas.

Qu es un Controlador? El controlador permite al proceso cumplir su objetivo de transformacin del material y realiza dos funciones esenciales:Compara la variable medida con la de referencia o deseada (punto de consigna) para determinar el error.Estabiliza el funcionamiento dinmico del bucle de control mediante circuitos especiales para reducir o eliminar el error.

Variables en los Procesos.Es aquella variable medida que se compara continuamente con un valor preestablecido. Es aquella a la cual se le modifica su valor, por medio de un elemento final de control, para reducir las desviaciones de la variable controlada.

Perturbacin: Son todas aquellas variables internas o externas, que al cambiar su valor afectan a la variable controlada.

Set-point (Punto de Consigna): Variable de entrada al controlador que fija el valor deseado de la variable controlada.

Bloques esquemticos de lazos de control

- Este se caracteriza porque el cambio a la salida del controlador es proporcional a la diferencia entre el valor de la variable y el valor deseado (Sp).

Control Proporcional :

Banda Proporcional Es el porcentaje de variacin de la variable controlada. Necesario para provocar una carrera completa del elemento final de control (es la inversa de ganancia).La ganancia del Controlador Proporcional es la relacin entre la variacin en la seal de la salida y el error que la produce

Banda ProporcionalSe puede notar que la banda proporcionar superior a 100% no puede causar una carrera total en la vlvula.

El OFFSETEs una caracterstica indeseable del control proporcional definida como el grado de desviacin existente entre el valor real y el valor deseado. Esta desviacin depende directamente del valor de la banda proporcional.

Control Proporcional + IntegralEl control integral (reajuste o reset) la correccin cambia a una velocidad proporcional a la desviacin, es necesaria para eliminar la desviacin o error de estado estacionario en los controladores por retroalimentacin.

Uno de los perjuicios que se tienen con esta ventaja es el reajuste excesivo o sobrepaso excesivo de la variable controlada, ya que tiende a saturacin de la salida del controlador.

El tiempo de reajuste es el tiempo requerido por el controlador para repetir la cantidad del cambio efectuado por la accin proporcional.

En los controladores, la accin de reajuste puede ser ajustada en minutos por repeticin o repeticiones por minutos, segn el criterio del fabricante.

Respuesta de la Accin Integral.

Control Proporcional + Derivativo Hay procesos que contienen tiempos de retraso entre el instante en que ocurre un cambio de la variable y aquel en el cual el cambio es medido.

Existe una relacin lineal continua entre la velocidad de variacin de la variable controlada y la posicin final de control. Es decir , el movimiento de la vlvula es proporcional a la velocidad de cambio de la variable.

Control proporcional + derivado.Td= Minutos de Anticipo(TIME RATE)Minutos de anticipo: representa el tiempo en minutos con que la accin derivada se anticipa al efecto de la accin proporcional en el elemento final de control.

Control P + I + D Es la combinacin de las diferentes acciones, en el cual se desea que inicialmente responda proporcionalmente a la velocidad de cambio de la variable, para detener la desviacin hasta tener una respuesta proporcional al error. Luego, la seal de la salida seguir cambiando por efecto de la accin integral, hasta que el error desaparezca.

Respuestas de las Acciones de Control.

Controlador NeumticoProporcionalIntegralSet-Point

La estabilidad del control es la caracterstica del sistema que hace que la variable vuelva al punto de consigna despus de una perturbacin.Criterios de Estabilidad

Mtodo de Ganancia Lmite

Valores Tpicos de ajustes de las acciones

ResumenLazo de ControlRepuestas del ProcesoAccin De ControlMuy RpidoRpidoLentoEfectoVariables

Pre-Evaluacin y Respuestas1) Defina que es un controlador de procesos? Es un dispositivo que Compara la variable medida con la de referencia o deseada (punto de consigna) para determinar el error y estabiliza el funcionamiento dinmico del bucle de control.2) Identifique las variables principales en un Lazo de Control Variable Controlada, Manipulada, Set-Point, Perturbaciones.3) Como es la respuesta de un control PID ante una perturbacin? Acta primero la accin derivativa de acuerdo a la velocidad de cambio del error, luego la salida es ajustada en proporcin a la desviacin, y por ultimo la salida sigue cambiando hasta eliminar el error (Accin integral).4) Se quiere controlar los sig procesos, que tipo de control usara: a) Presin de succin de gas, no se aceptan grandes desviaciones, y que la vlvula cierre por completo. Control P + I, banda aprox 200% (0.5), 3 rep/min b) Temperatura en un intercambiador de calor. Control P + D o P + I + D, BP < 50 %, 1 rep/min, 3 min/antcip (Depende del tiempo muerto)

Gracias por su Atencin.