Que Son Los Lazos De Control PID

QUE SON LAZOS DE CONTROL PID

PID significa Proporcional, Integral y Derivativa. Un lazo de control PID está diseñado para eliminar la necesidad de supervisión continúa de una operación por parte de los operadores.

Ejemplo:

Un ejemplo muy sencillo que ilustra la funcionalidad básica de un PID es cuando una persona entra a una ducha. Inicialmente abre la llave de agua caliente para aumentar la temperatura hasta un valor aceptable (también llamado "Setpoint"). El problema es que puede llegar el momento en que la temperatura del agua sobrepase este valor así que la persona tiene que abrir un poco la llave de agua fría para contrarrestar el calor y mantener el balance. El agua fría es ajustada hasta llegar a la temperatura deseada. En este caso, el humano es el que está ejerciendo el control sobre el lazo de control, y es el que toma las decisiones de abrir o cerrar alguna de las llaves; pero no sería ideal si en lugar de nosotros, fuera una maquina la que tomara las decisiones y mantuviera la temperatura que deseamos?

Esta es la razón por la cual los lazos PID fueron inventados. Para simplificar las labores de los operadores y ejercer un mejor control sobre las operaciones. Algunas de las aplicaciones más comunes son:

• Lazos de Temperatura (Aire acondicionado, Calentadores, Refrigeradores, etc.)

• Lazos de Nivel (Nivel en tanques de líquidos como agua, lácteos, mezclas, crudo, etc.)

• Lazos de Presión (para mantener una presión predeterminada en tanques, tubos, recipientes, etc.)

• Lazos de Flujo (mantienen la cantidad de flujo dentro de una línea o tubo)

• Otros

Los controladores programables o también llamados PLCs ejercen este control automáticamente para mantener la "Variable de Proceso" (ej. Medida de la temperatura o nivel del un tanque) cercana al Setpoint.

Setpoint es donde la medida debe estar. El "Error" es definido como la diferencia entre el Setpoint y la Variable de Proceso. El controlador trata de minimizar este error ajustando las entradas del control.

Error = (Setpoint) – (Variable de Proceso)

La variable que es ajustada es conocida como "Variable de Control" la cual es usualmente la salida del controlador. La salida del controlador PID cambia en respuesta al cambio presentado en la medida de la variable de proceso.

El algoritmo envuelto en el lazo PID comprende tres parámetros principales: Proporcional, Integral y Derivativo.

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Proporcional integral derivativo

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Un PID (Proporcional Integral Derivativo) es un mecanismo de control por realimentación que calcula la desviación o error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener, para aplicar una acción correctora que ajuste el proceso. El algoritmo de cálculo del control PID se da en tres parámetros distintos: el proporcional, el integral, y el derivativo. El valor Proporcional determina la reacción del error actual. El Integral genera una corrección proporcional a la integral del error, esto nos asegura que aplicando un esfuerzo de control suficiente, el error de seguimiento se reduce a cero. El Derivativo determina la reacción del tiempo en el que el error se produce. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso vía un elemento de control como la posición de una válvula de control o la energía suministrada a un calentador, por ejemplo. Ajustando estas tres variables en el algoritmo de control del PID, el controlador puede proveer un control diseñado para lo que requiera el proceso a realizar. La respuesta del controlador puede ser descrita en términos de respuesta del control ante un error, el grado el cual el controlador llega al "set point", y el grado de oscilación del sistema. Nótese que el uso del PID para control no garantiza control óptimo del sistema o la estabilidad del mismo. Algunas aplicaciones pueden solo requerir de uno o dos modos de los que provee este sistema de control. Un controlador PID puede ser llamado también PI, PD, P o I en la ausencia de las acciones de control respectivas. Los controladores PI son particularmente comunes, ya que la acción derivativa es muy sensible al ruido, y la ausencia del proceso integral puede evitar que se alcance al valor deseado debido a la acción de control.

Diagrama en bloques de un control PID.

Contenido

• 1 Funcionamiento

o 1.1 Proporcional

o 1.2 Integral

o 1.3 Derivativo

• 2 Significado de las constantes

• 3 Usos

• 4 Ajuste de parámetros del PID

o 4.1 Ajuste manual

• 5 Limitaciones de un control PID

• 6 Ejemplos prácticos

• 7 Aplicaciones / Ejemplo

• 8 Referencias

• 9 Enlaces externos

Funcionamiento

Para el correcto funcionamiento de un controlador PID que regule un proceso o sistema se necesita, al menos:

1. Un sensor, que determine el estado del sistema (termómetro, caudalímetro,manómetro, etc).

2. Un controlador, que genere la señal que gobierna al actuador.

3. Un actuador, que modifique al sistema de manera controlada (resistencia eléctrica, motor, válvula, bomba, etc).

El sensor proporciona una señal analógica o digital al controlador, la cual representa el punto actual en el que se encuentra el proceso o sistema. La señal puede representar ese valor en tensión eléctrica, intensidad de corriente eléctrica o frecuencia. En este último caso la señal es de corriente alterna, a diferencia de los dos anteriores, que son con corriente continua.

El

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