pid de control de temperatura

ESPE- CONTROL DIGITAL

ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO SEDE - LATACUNGA

MATERIA: CONTROL DIGITAL INFORME: DISENO E IMPLEMENTACION DE UN CONTROL PID, PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA DE UN ALMACENADOR DE COMIDA RAPIDA Alumnos: 

JAIME CHILUISA GUATO



VICTOR HUGO TERCERO



JAVIER MENA

1


TEMA: DISENO E IMPLEMENTACION DE UN CONTROL PID, PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA DE UN ALMACENADOR DE COMIDA RAPIDA OBJETIVO: General: 

Diseñar e implementar un Sistema de Control de Temperatura para un almacenador de comidas rápidas, a través de un controlador PID.

Específico: 

Investigar el funcionamiento y aplicación del controlador proporcional Integral Derivativo.



Utilizar las estructuras de datos elementales que incorpora LabVIEW para la elaboración de un control clásico PID.



Realizar un Sistema de Control de Temperatura para un almacenador de comidas rápidas, a través de un controlador PID.



Analizar la rapidez o lentitud de respuesta del circuito o sistema en los límites de energía indicados (CSP).



Realizar diferentes pruebas para optimizar el comportamiento de todo el sistema.



Concluir con el costo beneficio del circuito.

RESUMEN: Este proyecto tiene la finalidad de implementar y analizar el circuito del control proporcional y junto a este también recordar la utilización de las diferentes herramientas que involucra para la realización de este circuito. Una vez que se construya este circuito nos nos facilitara generar un control proporcional para procesos lentos y rápidos en sistemas de lazo cerrado. En este caso se trata de diseñar un IV que realice el clásico algoritmo de control proporcional.

2


El algoritmo de control proporcional es un algoritmo simple y robusto, que se utiliza ampliamente en la industria. El algoritmo tiene suficiente flexibilidad para producir excelentes resultados en una amplia variedad de aplicaciones. LabVIEW y los dispositivos de adquisición de datos ofrecen una mayor precisión y un mejor rendimiento para hacer un excelente sistema de control proporcional. ABSTRACT: This project aims to implement and analyze the circuit with proportional control and this also remembers to use the different tools involved for the performance of this circuit. Once we build this circuit provide a proportional control to generate slow and fast processes in closed loop systems. In this case it comes to designing an IV to perform the classical proportional control algorithm. The proportional control algorithm is a simple and robust algorithm, which is widely used in industry. The algorithm has sufficient flexibility to produce excellent results in a wide variety of applications. LabVIEW and data acquisition devices offer greater precision and better performance to make an excellent system of proportional control. MARCO TEORICO: CONTROL PROPORCIONAL INTEGRAL DERIVATIVO Un PID 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 3


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.

Figura1 Diagramas de bloque de un Control PID

Step Response 1.4 PID-primermetodo 1.2 Syst em: HLC1 Peak amplitude: 1.18 Overshoot (%): 17.5 At time (sec): 0.768

1

e d u t i l p m A

Syst em: HLC1 Settling Time (sec): 1.76

0.8

0.6

0.4

0.2

0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Time (sec)

Figura 2. Grafica de la respuesta de un control PID

4

3


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 controlador lee una señal externa que representa el valor que se desea alcanzar. Esta señal recibe el nombre de punto de consigna (o punto de referencia), la cual es de la misma naturaleza y tiene el mismo rango de valores que la señal que proporciona el sensor. Para hacer posible esta compatibilidad y que, a su vez, la señal pueda ser entendida por un humano, habrá que establecer algún tipo de interfaz(HMI-Human Machine Interface), son pantallas de gran valor visual y fácil manejo que se usan para hacer más intuitivo el control de un proceso. El controlador resta la señal de punto actual a la señal de punto de consigna, obteniendo así la señal de error, que determina en cada instante la diferencia que hay entre el valor deseado (consigna) y el valor medido. La señal de error es utilizada por cada uno de los 3 componentes del controlador PID. Las 3 señales sumadas, componen la señal de salida que el controlador va a utilizar para gobernar al actuador. La señal resultante de la suma de estas tres se llama variable manipulada y no se aplica directamente sobre el actuador, sino que debe ser transformada para ser compatible con el actuador utilizado.

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Las tres componentes de un controlador PID son: parte Proporcional, acción Integral y acción Derivativa. El peso de la influencia que cada una de estas partes tiene en la suma final, viene dado por la constante proporcional, el tiempo integral y el tiempo derivativo, respectivamente. Se pretenderá lograr que el bucle de control corrija eficazmente y en el mínimo tiempo posible los efectos de las perturbaciones. Control proporcional. La parte proporcional consiste en el producto entre la señal de error y la constante proporcional como para que hagan que el error en estado estacionario sea casi nulo, pero en la mayoría de los casos, estos valores solo serán óptimos en una determinada porción del rango total de control, siendo distintos los valores óptimos para cada porción del rango. Sin embargo, existe también un valor límite en la constante proporcional a partir del cual, en algunos casos, el sistema alcanza valores superiores a los deseados. Este fenómeno se llama sobreoscilación y, por razones de seguridad, no debe sobrepasar el 30%, aunque es conveniente que la parte proporcional ni siquiera produzca sobreoscilación. Hay una relación lineal continua entre el valor de la variable controlada y la posición del elemento final de control (la válvula se mueve al mismo valor por unidad de desviación). La parte proporcional no considera el tiempo, por lo tanto, la mejor manera de solucionar el error permanente y hacer que el sistema contenga alguna componente que tenga en cuenta la variación respecto al tiempo, es incluyendo y configurando las acciones integral y derivativa.

Figura 3. Señal de respuesta de un control proporcional

6


La fórmula del proporcional esta dada por: El error, la banda proporcional y la posición inicial del elemento final de control se expresan en tanto por uno. Nos indicará la posición que pasará a ocupar el elemento final de control Ejemplo: Cambiar la posición de una válvula (elemento final de control) proporcionalmente a la desviación de la temperatura (variable) respecto al punto de consigna (valor deseado). Proporcional integral.

Figura 4. Señal de respuesta de un control integral

El modo de control Integral tiene como propósito disminuir y eliminar el error en estado estacionario, provocado por el modo proporcional. El control integral actúa cuando hay una desviación entre la variable y el punto de consigna, integrando esta desviación en el tiempo y sumándola a la acción proporcional. El error es integrado, lo cual tiene la función de promediarlo o sumarlo por un período determinado; Luego es multiplicado por una constante I. Posteriormente, la respuesta integral es adicionada al modo Proporcional para formar el control P + I con el propósito de obtener una respuesta estable del sistema sin error estacionario. El modo integral presenta un desfasamiento en la respuesta de 90º que sumados a los 180º de la retroalimentación ( negativa ) acercan al proceso a tener un retraso de 270º, luego entonces solo será necesario que el tiempo muerto contribuya con 90º de retardo para provocar la oscilación del

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proceso. <<< la ganancia total del lazo de control debe ser menor a 1, y así inducir una atenuación en la salida del controlador para conducir el proceso a estabilidad del mismo. >>> Se caracteriza por el tiempo de acción integral en minutos por repetición. Es el tiempo en que delante una señal en escalón, el elemento final de control repite el mismo movimiento correspondiente a la acción proporcional. El control integral se utiliza para obviar el inconveniente del offset (desviación permanente de la variable con respecto al punto de consigna) de la banda proporcional.La formula del integral esta dada por: Ejemplo: Mover la válvula (elemento final de control) a una velocidad proporcional a la desviación respecto al punto de consigna (variable deseada ). Proporcional derivativo.

Figura 5. Señal de respuesta de un control derivativo

La acción derivativa se manifiesta cuando hay un cambio en el valor absoluto del error; (si el error es constante, solamente actúan los modos proporcional e integral). El error es la desviación existente entre el punto de medida y el valor consigna, o "Set Point". La función de la acción derivativa es mantener el error al mínimo corrigiéndolo proporcionalmente con la misma velocidad que se produce; de esta manera evita que el error se incremente.

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Se deriva con respecto al tiempo y se multiplica por una constante D y luego se suma a las señales anteriores (P+I). Es importante adaptar la respuesta de control a los cambios en el sistema ya que una mayor derivativa corresponde a un cambio más rápido y el controlador puede responder acordemente.

La fórmula del derivativo esta dada por: El control derivativo se caracteriza por el tiempo de acción derivada en minutos de anticipo. La acción derivada es adecuada cuando hay retraso entre el movimiento de la válvula de control y su repercusión a la variable controlada. Cuando el tiempo de acción derivada es grande, hay inestabilidad en el proceso. Cuando el tiempo de acción derivada es pequeño la variable oscila demasiado con relación al punto de consigna. Suele ser poco utilizada debido a la sensibilidad al ruido que manifiesta y a las complicaciones que ello conlleva. El tiempo óptimo de acción derivativa es el que retorna la variable al punto de consigna con las mínimas oscilaciones Ejemplo: Corrige la posición de la válvula (elemento final de control) proporcionalmente a la velocidad de cambio de la variable controlada. La acción derivada puede ayudar a disminuir el rebasamiento de la variable durante el arranque del proceso. Puede emplearse en sistemas con tiempo de retardo considerables, porque permite una repercusión rápida de la variable después de presentarse una perturbación en el proceso. Significado de las constantes P constante de proporcionalidad: se puede ajustar como el valor de la ganancia del controlador o el porcentaje de banda proporcional. Ejemplo: Cambia la posición de la válvula proporcionalmente a la desviación de la variable respecto al punto de consigna. La señal P mueve la válvula siguiendo fielmente los cambios de temperatura multiplicados por la ganáncia.

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I constante de integración: indica la velocidad con la que se repite la acción proporcional. D constante de derivación: hace presente la respuesta de la acción proporcional duplicándola, sin esperar a que el error se duplique. El valor indicado por la constante de derivación es el lapso de tiempo durante el cual se manifestará la acción proporcional correspondiente a 2 veces el error y después desaparecerá. Ejemplo: Mueve la válvula a una velocidad proporcional a la desviación respeto al punto de consigna. La señal I va sumando las áreas diferentes entre la variable y el punto de consigna repitiendo la señal proporcional según el tiempo de acción derivada (minutos/repetición). Por tener una exactitud mayor a los controladores proporcional, proporcional derivativo y proporcional integral se utiliza en aplicaciones más cruciales tales como control de presión, flujo,fuerza, velocidad, en muchas aplicaciones química, y otras variables. Además es utilizado en reguladores de velocidad de automóviles (control de crucero o cruise control), control de ozono residual en tanques de contacto. Ajuste de parámetros del PID El objetivo de los ajustes de los parámetros PID es lograr que el bucle de control corrija eficazmente y en el mínimo tiempo los efectos de las perturbaciones; se tiene que lograr la mínima integral de error. Si los parámetros del controlador PID (la ganancia del proporcional, integral y derivativo) se eligen incorrectamente, el proceso a controlar puede ser inestable, por ejemplo, que la salida de este varíe, con o sin oscilación, y está limitada solo por saturación o rotura mecánica. Ajustar un lazo de control significa ajustar los parámetros del sistema de control a los valores óptimos para la respuesta del sistema de control deseada. El comportamiento óptimo ante un cambio del proceso o cambio del "setpoint" varía dependiendo de la aplicación. Generalmente, se requiere estabilidad ante la respuesta dada por el controlador, y este no debe oscilar ante ninguna combinación de las condiciones del proceso y cambio de "setpoints". Algunos procesos tienen un grado de no-linealidad y algunos parámetros que funcionan bien en condiciones de carga máxima no funcionan cuando el proceso está en estado de "sin carga". Hay varios métodos para ajustar un lazo de PID. El método más efectivo generalmente requiere del desarrollo de alguna forma del modelo del proceso, luego elegir P, I y D basándose en los parámetros del modelo dinámico. Los 10


métodos de ajuste manual pueden ser muy ineficientes. La elección de un método dependerá de si el lazo puede ser "desconectado" para ajustarlo, y del tiempo de respuesta del sistema. Si el sistema puede desconectarse, el mejor método de ajuste a menudo es el de ajustar la entrada, midiendo la salida en función del tiempo, y usando esta respuesta para determinar los parámetros de control. Ahora describimos como realizar un ajuste manual. Limitaciones de un control PID Mientras que los controladores PID son aplicables a la mayoría de los problemas de control, puede ser pobres en otras aplicaciones. Los controladores PID, cuando se usan solos, pueden dar un desempeño pobre cuando la ganancia del lazo del PID debe ser reducida para que no se dispare u oscile sobre el valor del "setpoint". El desempeño del sistema de control puede ser mejorado combinando el lazo cerrado de un control PID con un lazo abierto. Conociendo el sistema (como la aceleración necesaria o la inercia) puede ser avanaccionado y combinado con la salida del PID para aumentar el desempeño final del sistema. Solamente el valor de avanacción (o Control prealimentado) puede proveer la mayor porción de la salida del controlador. El controlador PID puede ser usado principalmente para responder a cualquier diferencia o "error" que quede entre el setpoint y el valor actual del proceso. Como la salida del lazo de avanacción no se ve afectada a la realimentación del proceso, nunca puede causar que el sistema oscile, aumentando el desempeño del sistema, su respuesta y estabilidad. Por ejemplo, en la mayoría de los sistemas de control con movimiento, para acelerar una carga mecánica, se necesita de más fuerza (o torque) para el motor. Si se usa un lazo PID para controlar la velocidad de la carga y manejar la fuerza o torque necesaria para el motor, puede ser útil tomar el valor de aceleración instantánea deseada para la carga, y agregarla a la salida del controlador PID. Esto significa que sin importar si la carga está siendo acelerada o desacelerada, una cantidad proporcional de fuerza está siendo manejada por el motor además del valor de realimentación del PID. El lazo del PID en esta situación usa la información de la realimentación para incrementar o decrementar la diferencia entre el setpoint y el valor del primero. Trabajando juntos, la combinación avanacción-realimentación provee un sistema más confiable y estable.

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Otro problema que posee el PID es que es lineal. Principalmente el desempeño de los controladores PID en sistemas no lineales es variable. También otro problema común que posee el PID es, que en la parte derivativa, el ruido puede afectar al sistema, haciendo que esas pequeñas variaciones, hagan que el cambio a la salida sea muy grande. Generalmente un Filtro pasa bajo ayuda, ya que elimina las componentes de alta frecuencia del ruido. Sin embargo, un FPB y un control derivativo pueden hacer que se anulen entre ellos. Alternativamente, el control derivativo puede ser sacado en algunos sistemas sin mucha pérdida de control. Esto es equivalente a usar un controlador PID como PI solamente. SENSOR DE TEMPERATURA LM35 El LM335 es un sensor de Tª integrado. • Opera como un zener cuya tensión de ruptura es proporcional a la Tª en la forma 10 mV/K. • Con una impedancia dinámica menor de 1Ω opera en un rango de 400 µA a 5 mA sin

prácticamente cambios en sus prestaciones. • Cuando se calibra a 25°C el LM335 tiene un error típico menor a 1°C en un rango de 100°C. • A diferencia de otros sensores el LM335 tiene una salida prácticamente lineal. • Puede utilizarse en prácticamente cualquier aplicación que necesite medir Tª entre -55°C y +150°C.

Figura 5.1 Distribución de pines y curva de respuesta sensor lm35

DESARROLLO DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA En la figura 6, se muestra un diagrama simplificado del sistema de control de temperatura. El sistema está constituido por un controlador PID, una etapa de potencia, un reflector eléctrico y un sensor de temperatura.

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Figura 6. Sistema de control de temperatura

El diseño de un control Proporcional Integral Derivativo, se basa en una aplicación específica de control. El diseño del controlador se realiza en un computador provisto del software LabVIEW, el cual gracias a su desempeño es ampliamente usado en la Instrumentación Virtual. El programa es de mucha utilidad debido a que cuenta con herramientas como identificación de sistemas, diseño de control, simulación, y un ambiente gráfico en donde se puede implementar un controlador real. Ahora bien armaremos está aplicación haciendo uso de LabVIEW e Isis proteus para simular un control Proporcional Integral Derivativo. Front Panel

Figura 7. Panel frontal 13


Block Diagram

Figura 8. Diagrama de bloques

Diseno del control de fase +5v

LCD1

U3

LM016L 1

6

R3

5 2

+5v

2.2k 4

S D E S D E S W 0 1 2 3 4 5 6 7 V V V R R E D D D D D D D D

OPTOCOUPLER-NPN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 1 1 1 1 1

BR1

13 14 RV1(3)

% 5 2

1k

RA

U1

RV1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 1

OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT

RB0/INT RB1 RB2 RA0/AN0 RB3/PGM RA1/AN1 RB4 RA2/AN2/VREF-/CVREF RB5 RA3/AN3/VREF+ RB6/PGC RA4/T0CKI/C1OUT RB7/PGD RA5/AN4/SS/C2OUT RC0/T1OSO/T1CKI RE0/AN5/RD RC1/T1OSI/CCP2 RE1/AN6/WR RC2/CCP1 RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA MCLR/Vpp/THV RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7

33 34 35 36 37 38 39 40

150 A B

DF005M

C

V1 VSINE

D

15 16 17 18 23 24 25 26 19 20 21 22 27 28 29 30

R1 1k

V2 VSINE

PIC16F877A

R2 4.7k

1

U2

2

4 MOC3021

Figura 9. Diseno del control de fase

14

6

U4 TRIAC


Programa en microcode para el control de fase int sp; void interrupt (){ unsigned int i; portc.rc0=0; portc.rc1=0; portc.rc2=0; portc.rc3=0; INTCON=0b11010000; sp=(ADC_Read(0)*1.76); if (OPTION_REG.INTEDG==1){ OPTION_REG.INTEDG=0; for (i=0;i

portc.rc3=0; ADCON1=0b11000000; while(portb.b1==1) Delay_ms(10); INTCON=0b11010000; while(1); }

Elección del Sensor de temperatura Como elemento sensor de temperatura se utilizó un circuito integrado LM35D, el cual es un sensor que genera un voltaje proporcional a la temperatura en grados Celsius, opera en un intervalo de 0° a 100 °C con una no linealidad típica de – 0.2 °C y una exactitud típica de – 0.9 °C. Además, este dispositivo cuesta alrededor de $5. Etapa de potencia En la figura 10 se puede observar el diagrama de bloques de la etapa de potencia. Ésta consiste de un generador de tiempo proporcional, una etapa de aislamiento y un interruptor de estado sólido (triac). El circuito generador de tiempo proporcional recibe la señal de salida del controlador PID (señal de control) y la transforma en un pulso cuya duración es proporcional a la señal de control. La etapa de aislamiento está formada por un optoacoplador MOC3011, el cual cuenta con un circuito detector de cruce por cero. Finalmente, la etapa de potencia cuenta con un triac, con el cual se controla el voltaje de línea que se aplica al reflector

Figura 10 diagrama de bloques de la parte de potencia

Sintonización Del Controlador Una vez que se tiene implementado todo el sistema de control de temperatura, se procede a caracterizar la planta para poder sintonizar el controlador, utilizando el método de Ziegler-Nichols. Caracterización del sistema Para caracterizar el sistema se escogió el método de la curva de reacción, debido a que el sistema térmico presenta características dinámicas que nos permiten aproximarlo a un sistema de primer orden con tiempo muerto como el dado por la siguiente expresión

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donde K es la constante de ganancia del proceso, t es la constante de tiempo y q es el tiempo muerto. El método de la curva de reacción consiste de los siguientes pasos: • Permitir que el proceso alcance estado estacionario. • Introducir un cambio tipo escalón en la variable de entrada. • Recolectar datos de la entrada y respuesta de salida hasta que el proceso nuevamente alcance estado estacionario. • Realizar el calculo gráfico de los parámetros a partir de la curva de reacción.

Ajuste de parámetros Si se utilizan las fórmulas propuestas por Ziegler y Nichols para obtener los parámetros de ajuste del controlador se tiene que Kp=0.5 Ki=0.01 Kd=0.01. Resultados Se implementó el controlador PID, y junto con el sensor y la etapa de potencia se realizó una prueba experimental, la cual se muestra en la figura 11. Como puede observarse, el controlador permite reducir el tiempo de asentamiento de la temperatura. Existe un pequeño sobrepaso, el cual puede reducirse mediante un proceso adicional de sintonización manual.

Figura11. Respuesta del sistema con el controlador PID.

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Análisis de Costo Beneficio Los costos invertidos en el proyecto se detallan el la tabla 1. Concepto

Valor Unitario

Cantidad

Valor Total

Sensor de Temperatura –Lm35

5

1

5

PIC 16F877A

8

1

8

TRANSFORMADOR DE110/24 con Tab Central

6.50

1

6.50

Puente de Diodos

1.80

1

1.80

Reloj de cristal Externo

0,80

1

0,80

Resistencias

0.05

15

0,75

Tarjeta de Adquisicion de Datos (DAQ)

350

0

350

Ventilador

3

1

3

Maqueta

20

1

20

Reflector tipo Lampara

8

1

8

Potenciometros

0.80

4

3.20

TRIAC B137

1.25

1

1.25

Optoacopladores

3

1

3

TOTAL

421.30

CONCLUSIONES: 



Se ha demostrado la implantación de un económico sistema de control de temperatura de tipo didáctico. El controlador PID analógico propuesto permite a los estudiantes observar de manera independiente la señal producida por cada una de las etapas del controlador, lo que complementa las explicaciones teóricas. La etapa de potencia se asemeja a las implementadas en controladores comerciales, lo cual es una aportación adicional del sistema. El proceso de caracterización del sistema permite comparar el modelo del sistema con los resultados experimentales. El sistema cumple el objetivo de acercar al estudiante a todas las etapas del desarrollo de un sistema de control: definición del problema, modelado, sintonización, implementación y comprobación experimental. El software de programación LabVIEW permite crear sistemas de monitoreo y control, que incorpora el control Proporcional Integral Derivativo de un proceso así como el control estadístico de procesos.

18




LabVIEW y los dispositivos de adquisición de datos ofrecen una mayor precisión y un mejor rendimiento para hacer un excelente sistema de control Proporcional Integral Derivativo.



Al aumentar la ganancia proporcional, el sistema se hace más rápido, pero se debe tener cuidado no hacer que el sistema vuelva inestable.



Si la ganancia proporcional es demasiado grande, la variable de proceso comenzará a oscilar.



Los controladores proporcionales nos dan opción de decirle que tan “sensible” deseamos

que el controlador se comporte ente cambios en la variable de proceso (PV) y setpoint (SP). 

La ganancia (Kp) de un controlador es algo que podemos alterar, en controladores analógicos tomara la forma de un potenciómetro, en sistemas de control digitales será un parámetro programable.



En el control de una variable física, como la temperatura, es indispensable la buena elección del transductor a emplear y de la linealidad de la conversión de dicha variable a una señal eléctrica, para tal efecto el sensor lm35 tuvo una muy buena respuesta dentro del rango que se había especificado junto con los elementos de acondicionamiento y linealización.

• Si la ganancia es fijada demasiada alta, habrá oscilaciones de PV a ante un nuevo

valor de

setpoint. •

El usar la tecnología de National Instruments facilita mucho las tareas de control ya que en

base a la experiencia obtenida al hacer interfaces con micro controladores o PIC, se tienen muchos detalles a la hora de comunicarse con el software, pero al usar la tarjeta de adquisición de datos se facilita mucho la comunicación. •

El usar la tecnología de National Instruments facilita mucho las tareas de control ya que en

base a la experiencia obtenida al hacer interfaces con micro controlador o PIC, se tienen muchos detalles a la hora de comunicarse con el software, pero al usar la tarjeta de adquisición de datos se facilita mucho la comunicación. 

Para calibrar el controlador usamos el método de sintonización (tanteo),

el cual consiste

en encontrar en que momento empieza a oscilar el sistema al ir aumentando la constante k.

19




El valor crítico del sistema al cual empieza a oscilar con el método de tanteo es……….



Al utilizar el método de sintonización de tanteo de ganancia limite la constante q se utilizara para la sintonización siempre deberá ser menor a la constante critica. Si la ganancia es fijada demasiada baja, la respuesta del proceso será muy estable bajo

•

condiciones de estado estacionario, pero “lenta” ante cambios de set point porque el

controlador no tiene la suficiente acción agresiva para realizar cambios rápidos en el proceso (PV). Hacer este proyecto ayudo a comprender el control PID y ver como afecta al control

•

cuando se modifican las constantes Kp, ki y kd Con control proporcional, la única manera de obtener una respuesta de acción rápida ante



cambios de set point o “perturbaciones” en el proceso es fijar una ganancia constante lo

suficientemente alta hasta la aparición del algún sobre impulso: RECOMENDACIONES:



Mantener aislado el circuito de control con la parte de potencia.



Elegir de una manera adecuada el sensor a emplear, tomando en cuenta las especificaciones del mismo.



Elegir un sensor adecuado para la aplicación.



Se recomienda amplificar la senal del sensor para ser ingresada a la tarjeta de adquisición de datos.

BIBLIOGRAFIA:



http://www.eng.newcastle.edu.au/~jhb519/teaching/caut1/Apuntes/PID.pdf



http://es.wikipedia.org/wiki/Proporcional_integral_derivativo



http://www.ing.uchile.cl/~leherrer/IQ57A/controles.htm



http://www.dia.uned.es/~fmorilla/MaterialDidactico/El%20controlador%20PID.pdf



http://html.rincondelvago.com/procesos-industriales.html



http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/3031/1/5548.pdf 20




http://www.udb.edu.sv/Academia/Laboratorios/electronica/Sistemas%20de%20Control %20Automatico/guia4SCA.pdf



http://www.mda.cinvestav.mx/personal/webpersonal/jjalvarado/cinvetav/apen.htm

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ANEXO CONTROL PID, PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA DE UN ALMACENADOR DE COMIDA RAPIDA

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pid de control de temperatura

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