Si bien el término integral introduce un grado de complejidad, la forma PI del controlador es la más utilizada en la industria
En el ámbito del control de procesos tiene todo el sentido del mundo que el objetivo principal sea -lo ha adivinado- controlar el proceso. Durante décadas, el controlador PID ha demostrado ser una herramienta fiable para cumplir ese objetivo. Aun así, hay varias formas de controlador que se pueden utilizar y cada una tiene sus atributos de rendimiento únicos. A pesar de la complejidad añadida asociada al término integral, el controlador PI es la forma más utilizada en la industria. Ofrece un mejor seguimiento del punto de consigna en relación con el control proporcional y es muy adecuado para las perturbaciones que afectan a muchas aplicaciones de control de procesos industriales.
El control proporcional – o sólo P – se trató en un post anterior. Aunque el control P-Only es fácil de implementar y ofrece ventajas en ciertas aplicaciones, es evidente que tiene limitaciones. La principal de esas limitaciones es su propensión al Offset – la diferencia entre el Set Point de un lazo de control y su entrada (es decir, el Error) que a menudo resulta de una perturbación sostenida. Dado que muchas aplicaciones industriales son propensas a frecuentes perturbaciones y requieren un seguimiento más estricto del punto de consigna, el control sólo P suele ser insuficiente. En lugar de responder al valor del error en un momento específico, el término integral suma continuamente el error, añadiendo el error a la salida del controlador (CO) cuando está por debajo del punto de ajuste o restando el error cuando el CO está por encima del punto de ajuste. El término integral sólo permanecerá constante cuando la variable de proceso (PV) sea igual al punto de ajuste. Como tal, la acción integral de un controlador puede ser vista como una influencia acumulada en el tiempo basada en el tiempo y la distancia del PV medido con respecto al Punto de Ajuste, y sirve para empujar o tirar del PV en línea con el Punto de Ajuste.
En todas las industrias de proceso, el Control PI es la forma dominante del PID en uso hoy en día. A pesar de ser una herramienta eficaz para contrarrestar el Offset, el PI y el uso de la Integral todavía presentan algunos desafíos:
Complejidad añadida
No hay dos maneras de decirlo – la introducción del término Integral añade complejidad a la sintonización del lazo de control. Los dos términos – Ganancia e Integral – interactúan entre sí, haciendo un desafío para llegar a los valores que son “mejores” para satisfacer el objetivo de control único del bucle. Incluso los profesionales experimentados pueden ser engañados para ajustar el término incorrecto cuando su análisis se basa en la inspección visual de los datos de la tendencia.
Restablecer el Windup
Es posible que el Error Integral pueda crecer demasiado y convertirse en algo sin sentido. Considere un valor de Error Integral que requiera que el Elemento de Control Final de un lazo de control dado – una válvula per se – abra el 120%. Esta condición se denomina “Windup”. En esta situación, el controlador no puede regular el proceso hasta que el Error cambie de signo y se reduzca lo suficiente. A pesar de la complejidad añadida, el control PI es, con mucho, la forma dominante del PID utilizada en la industria. Es muy eficaz para corregir el error asociado a la desviación y proporciona un rendimiento superior desde el punto de vista del seguimiento del punto de consigna.