Mentre il termine integrale introduce un certo grado di complessità, la forma PI del controllore è la più utilizzata nell’industria

Nel campo del controllo di processo è del tutto logico che l’obiettivo primario sia – avete indovinato – controllare il processo. Per decenni il controllore PID si è dimostrato uno strumento affidabile per soddisfare questo obiettivo. Anche così, ci sono varie forme del controllore che possono essere usate e ognuna ha i suoi attributi di prestazione unici. Nonostante la complessità aggiunta associata al termine integrale, il regolatore PI è la forma più usata nell’industria. Offre un migliore inseguimento del set point rispetto al controllo proporzionale e si adatta bene ai disturbi che affliggono molte applicazioni di controllo dei processi industriali.

Il controllo proporzionale – o controllo P – è stato trattato in un post precedente. Mentre il controllo P-Only è facile da implementare e offre vantaggi in certe applicazioni, ha chiaramente dei limiti. La principale di queste limitazioni è la sua propensione all’Offset – la differenza tra il Set Point di un ciclo di controllo e il suo ingresso (cioè l’errore) che spesso risulta da un disturbo sostenuto. Poiché molte applicazioni industriali sono soggette a frequenti disturbi e richiedono un inseguimento del Set Point più stretto, il controllo P-Only è spesso insufficiente. Invece di rispondere al valore dell’errore in un momento specifico, il termine integrale somma continuamente l’errore, aggiungendo l’errore all’uscita del controllore (CO) quando è al di sotto del Set Point o sottraendo l’errore quando il CO è al di sopra del Set Point. Il termine integrale rimarrà costante solo quando la variabile di processo (PV) è uguale al Set Point. Come tale, l’azione integrale di un controllore può essere vista come un’influenza che si accumula nel tempo in base a quanto a lungo e quanto lontano il PV misurato è lontano dal Set Point, e serve a spingere o tirare il PV in linea con il Set Point.

In tutte le industrie di processo il controllo PI è la forma dominante del PID in uso oggi. Per quanto possa essere uno strumento efficace per contrastare l’offset, il PI e l’uso dell’integrale presentano ancora alcune sfide:

Complessità aggiunta

Non ci sono due modi per dirlo – l’introduzione del termine integrale aggiunge alla complessità della regolazione del ciclo di controllo. I due termini – Guadagno e Integrale – interagiscono l’uno con l’altro, rendendo difficile arrivare ai valori che sono “migliori” per soddisfare l’unico obiettivo di controllo del loop. Anche i professionisti esperti possono essere ingannati nel regolare il termine sbagliato quando la loro analisi è basata sull’ispezione visiva dei dati di tendenza.

Reset Windup

E’ possibile che l’Integral Error possa crescere troppo e diventare insensato. Consideriamo un valore di Errore Integrale che richiede che l’elemento di controllo finale di un dato loop di controllo – una valvola in sé – si apra al 120%. Una tale condizione è chiamata “Windup”. In tale situazione il controllore non può regolare il processo finché l’errore non cambia segno e si riduce sufficientemente. Nonostante la complessità aggiunta, il controllo PI è di gran lunga la forma dominante del PID usata nell’industria. È molto efficace nel correggere l’errore associato all’offset e fornisce prestazioni superiori dal punto di vista dell’inseguimento del Set Point. Sei pronto a portare il tuo impianto al livello successivo?