Cómo abordar la curva de aprendizaje de PID

Los libros de texto son excelentes para construir conceptos y probablemente lo bombardearán con una gran cantidad de información que podría pensar que es suficiente esforzarse en el mundo práctico. Sin embargo, la verdad se revela el día que te gradúas y obtienes un trabajo en el lugar. Varios graduados están sorprendidos con el nivel de diferencias con lo que se hace en el campo y lo que se enseñó en el salón de clases.

Cuando se trata de sistemas de control PID , el efecto se amplifica debido a la cantidad de imprecisiones que deben tenerse en cuenta en el mundo real. ¿Cómo se puede seguir la curva de aprendizaje de PID y convertirse en un experto? Es decir, realizando pruebas de campo y optimizando los controles PID.

Términos a saber

Considere una planta química que tiene un área de producción de etileno, con el operador luchando por mantener un tanque químico de 500 gal, parte del proceso de la línea química.

Lo primero que debe verse es la señal del punto de referencia, que en este caso puede ser una señal de 0-10 V CC de un potenciómetro, que refleja el nivel de producto químico requerido en el tanque. A continuación, se debe verificar la señal de retroalimentación, que puede generarse desde un dispositivo como un transductor de nivel de líquido que proporciona una señal de 4 a 20 mA según el nivel de líquido. Por último, el elemento requerido es el controlador PID real.

Los controladores de hoy en día están alojados en módulos autónomos, que están configurados para recibir el punto de ajuste y las señales de retroalimentación, al mismo tiempo que realizan cálculos aritméticos de PID. Los módulos de control PID independientes también están disponibles, pero si surge la necesidad, los controles PID también están disponibles en VFD y PLC.

Pruebas

Una buena forma de diagnosticar el sistema de control es comprobando los límites inferior/superior del sensor. Por ejemplo, el sensor de nivel de líquido se puede comprobar en el ejemplo anterior para ver si proporciona 4 mA y 20 mA a niveles bajo y alto respectivamente. A continuación, se puede verificar la señal del punto de ajuste, ajustando la perilla de control, que en este caso es un potenciómetro de mínimo a máximo. La señal se puede medir con un multímetro y verificar sus valores. Si esto también funciona sin problemas, verifique la válvula, y si se abre/cierra con un controlador independiente, entonces el problema puede reducirse al módulo PID.

Hay varios tipos de módulos PID disponibles en el mercado. Por el bien de este artículo, consideremos uno que tiene tres interruptores selectores :

• Uno para el ajuste de ganancia proporcional
• Uno para ajuste de tiempo integral
• Uno para configuración de tiempo derivada

Establecer los interruptores selectores en el nuevo módulo y hacer configuraciones idénticas puede ser el truco, pero hacer un esfuerzo adicional sería aún mejor a largo plazo.

Optimización de PID

Ajustando las configuraciones proporcional, integral y derivada, se puede lograr la optimización, lo que puede ayudar a mejorar todo el proceso. Las siguientes son algunas reglas de oro que pueden ayudar a que el controlador PID sea más eficiente:

• Hacer cambios en los tres controles al mismo tiempo puede causar desorientación y confusión. En su lugar, trabaje en un ajuste a la vez.
• La ganancia proporcional controla la velocidad con la que un proceso alcanza el punto de ajuste. Si se establece en un nivel alto, el punto de ajuste se alcanzaría más rápido, pero también aumenta el riesgo de sobreoscilaciones y oscilaciones drásticas. Si se configura muy bajo, eliminaría los sobreimpulsos pero aumentaría el tiempo total.
• La mejor manera de abordar esto es comenzar con los valores de tiempo integral, tiempo derivado y ganancia proporcional establecidos en cero, luego aumentando la ganancia proporcional primero en pequeñas cantidades hasta que las oscilaciones sean mínimas. ocurrir.
• El tiempo integral puede verse como un eliminador de errores, reduciendo el tiempo de oscilación y eliminando el desplazamiento. Sin embargo, un ajuste incorrecto puede resultar en un fuerte aumento en el sobreimpulso, además de oscilaciones. Acérquese a esto de manera similar a la ganancia proporcional, aumentándola constantemente hasta que las oscilaciones y la compensación se hayan neutralizado.
• El tiempo derivado actúa como un mecanismo de frenado para el lazo de control y no se requiere en varias aplicaciones donde el sobreimpulso es insignificante. El control derivado puede ayudar a eliminar los sobreimpulsos, pero también puede causar una reducción en la capacidad de respuesta. Aumente lentamente el tiempo derivativo hasta que la respuesta lograda sea óptima.

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