Un
controlador PID (Proporcional, Integral y Diferencial) se usa para controlar
dispositivos, tales como variadores para mantener el control de un sistema
variando. Esto en la mayoría de los casos se hace mediante el examen de señales
de sensores colocados en el sistema, llamadas señales de retroalimentación.
Cuando la señal de retroalimentación se recibe, se compara con el valor
deseado, o punto de consigna (ej. 5 bares). Basado en esta comparación se hace
un cálculo de la que será la respuesta necesaria, en orden de hacer que la
señal de retroalimentación se acerque al punto de consigna. Este cálculo se
realiza por un controlador P, PI o PID. La principal diferencia entre un
controlador P, PI y PID es la exactitud a la que es posible controlar la
retroalimentación al punto de consigna.
Los
controladores PID deben ser programados para obtener el mejor rendimiento del
sistema.
Programación
A menudo es
difícil averiguar cómo programar nuestro punto de consigna, ya que la mayoría
de los controladores PID requieren se entre un porcentaje.
En orden de
ser capaces de programar el punto de consigna el rango de retroalimentación
debe ser programado.
La falta en
la señal de alimentación en unidades será mostrado como una escala lineal de la
entrada de voltaje o corriente entre la retroalimentación mínima y máxima.
Si se
solicita, que se mantenga un flujo específico, una aproximación del flujo en el
sistema basado en una retroalimentación de presión esta correlación puede
cambiarse a una correlación de raíz cuadrada. De esta forma un transmisor de
presión simple puede usarse para generar una retroalimentación de flujo.
Filtro de paso bajo
Las señales
analógicas cableadas (tales como señales de retroalimentación) a veces
contienen ruido creado por otros dispositivos. Este ruido es en forma de una
frecuencia u onda no deseada. Estas ondas si no se filtran originarán un
control inexacto. El controlador intentará regular de acuerdo con la señal
inestable.
Muchos
variadores tienen un filtro paso bajo para eliminar el rizado de la señal de
retroalimentación.
Una
constante de tiempo (t) se programa y el controlador sólo reaccionará a una
señal con una frecuencia de rizado menor que
Puntos de consigna
Se programa
el punto de consigna si se aplica una retroalimentación simple.
Un punto de consigna / Dos realimentaciones
En muchas
aplicaciones es deseable supervisar la retroalimentación den dos lugares al
mismo tiempo, para asegurar, que el valor del proceso correcto está presente en
todo el sistema. Un punto de consigna simple puede ser aplicado a dos señales
de retroalimentación, controlando por lo tanto un punto de consigna, pero de
acuerdo con los valores del proceso en dos localizaciones.
Las
selecciones posibles son suma, diferencia, promedio, mínimo y máximo.
Control de dos puntos de consigna
Están
disponibles variadores que pueden programarse en dos puntos de consigna independientes.
Esto puede ser muy útil, donde el valor del proceso a mantener en dos
localizaciones diferentes en el sistema.
Control normal o inverso
El
controlador PID está previsto se mantenga un valor de proceso constante. Este
usualmente será temperatura, presión o caudal.
Si la
retroalimentación desde el sistema no se acopla al punto de consigna el
controlador PID necesita calcular una respuesta a la diferencia. Por lo tanto
debe determinarse si la velocidad de la bomba o ventilador se incrementará o decrecerá cuando la
retroalimentación sea demasiado alta o demasiado baja.
Optimización de P, I y D
Lo bien que
opera el controlador PID es dependiente de lo bien que estén programadas la
ganancia proporcional, el tiempo integral y el tiempo diferencial.
Una forma
aproximada de hacer la optimización, que no requiere ningún conocimiento
específico sobre las constantes de tiempo en el sistema se muestran a
continuación.
1.
Arrancar el convertidor de frecuencia.
2.
Configurar el tiempo de integración a cero..
3.
Comenzar con una ganancia proporcional de por
ejemplo 0,3 e incrementar su valor hasta que la señal oscile de forma
constante.
4.
Reducir el valor hasta que para la oscilación.
5.
Llevar a cabo una reducción hasta
aproximadamente un 50 %.
6.
Configurar el tiempo de integración a 20
segundos. Luego reduciremos el valor hasta que la señal de retroalimentación
oscile constantemente.
7.
Incrementar el tiempo de integración en un 25 %.
8.
Si es necesario el tiempo de diferenciación
necesita ser ajustado.
Bibliografía:
VLT 6000
HVAC. Danfoss
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