¿Qué implica ajustar un controlador PID?
Ajustar un controlador proporcional de derivación integral (controlador PID) es una actividad común para los ingenieros que se especializan en el control de procesos. En este caso, "Tuning" se refiere a cambiar los parámetros relacionados con la banda proporcional del controlador, la acción integral y la acción derivada. Existen varios métodos para calcular los parámetros de ajuste a mano y numerosos paquetes de software que pueden usarse para ajustar automáticamente los controladores en un proceso químico. Antes de que cualquier ajuste pueda comenzar, es crucial que el ingeniero primero investigue el bucle de control que se está ajustando y el impacto del bucle de control en el sistema general.
El rendimiento de un controlador automático se puede ajustar y cambiar alterando los parámetros de ajuste del controlador. Al ajustar un controlador PID, generalmente hay tres configuraciones que se pueden cambiar: la banda proporcional, la acción integral y la acción derivada. Estos están representados por el primer, segundo y tercero términos en el algoritmo PID clásico, RespecoTITIVY U = K P E + K I ∫ E DT + K
El término u representa la señal de retorno; k p es la ganancia proporcional; e es el error de error o compensación, que representa la diferencia entre el valor presente y el punto de ajuste del controlador; k i es la ganancia integral, k d es la ganancia derivada; y t es tiempo. La transformación de Laplace de esta ecuación se puede establecer como K P + K I /S + K D s .
Antes de ajustar un controlador PID, un ingeniero primero debe examinar el proceso que se ajustará para determinar si el ajuste inadecuado está causando molestias o si hay otra causa asignable, como mal funcionamiento o equipo roto. Los cambios de ajuste significarán muy poco si la verdadera causa de la variabilidad es una válvula de control de adhesión, instrumentos rotos oErrores en la lógica del sistema de control. Solo cuando el proceso se haya examinado a fondo y la funcionalidad de los instrumentos de campo se haya verificado en caso de que se considere el ajuste.
.Existen múltiples métodos utilizados por ingenieros químicos, eléctricos e instrumentos en la sintonización de un controlador PID. El método Ziegler-Nichols es uno de esos ejemplos que utiliza la ganancia final y el período final del proceso para calcular los parámetros de ajuste agresivos para esquemas de control de PI-PI-solo y PID. Otros esquemas de control, como el método Tyreus-Luyben, están formulados para reducir la oscilación del sistema. El método utilizado para ajustar un controlador PID puede estar dictado por la naturaleza del bucle de control en sí.
En general, aumentar el término de ganancia de un controlador hará que el controlador actúe de manera más agresiva. Una acción más integral ayudará a reducir el desplazamiento entre el valor de estado estacionario y el punto de ajuste deseado, pero puede conducir a oscilaciones si se usa demasiado. El término derivado se usa para ayudar a detener el rapID Movimiento del valor presente del controlador. Estas son solo heurísticas que proporcionan un sentido general del efecto de cada uno de los parámetros de ajuste clásicos.
Muchos paquetes de sistema de control distribuido (DCS) incluyen software que se puede utilizar para ajustar automáticamente los bucles de control. Estos paquetes de software a menudo sintonizarán procesos examinando el rendimiento pasado o realizando automáticamente los métodos de prueba descritos por procedimientos de sintonización establecidos. Como con la mayoría de los procedimientos, el ingeniero debe hacer pequeños ajustes y pequeños ajustes para adaptarse al proceso después de que se haya completado el principal procedimiento de ajuste.