Enquanto o Termo Integral Introduz um Grau de Complexidade, a Forma PI do Controlador é a Mais Utilizada na Indústria

No reino do controle de processo faz todo o sentido que o objetivo principal é – você adivinhou – controlar o processo. Durante décadas o controlador PID provou ser uma ferramenta confiável para cumprir esse objetivo. Mesmo assim, há várias formas do controlador que podem ser usadas e cada uma tem seus atributos de desempenho exclusivos. Apesar da complexidade adicional associada ao Termo Integral, o controlador PI é a forma mais amplamente utilizada na indústria. Ele oferece um Rastreamento de Set Point melhorado em relação ao Controle Apenas Proporcional e é bem adequado para os distúrbios que afetam muitas aplicações de controle de processos industriais.

Proportional-Only – ou Controle Apenas P – foi coberto em um post anterior. Embora o P-Only Control seja fácil de implementar e ofereça vantagens em certas aplicações, ele claramente tem limitações. O principal entre essas limitações é a sua propensão para o Offset – a diferença entre o Set Point de um loop de controle e sua entrada (ou seja, Erro) que muitas vezes resulta de um distúrbio sustentado. Uma vez que muitas aplicações industriais são ambas propensas a distúrbios frequentes e requerem um rastreamento mais apertado do Ponto de Ajuste (P-Only Control) é frequentemente insuficiente. Em vez de responder ao valor de Erro em um momento específico, o termo Integral continuamente soma Erro, seja adicionando Erro à Saída do Controlador (CO) quando está abaixo do Set Point ou subtraindo Erro quando o CO está acima do Set Point. O termo Integral só permanecerá constante quando a Variável de Processo (PV) for igual a Set Point. Como tal, a ação integral de um controlador pode ser vista como influência acumulada ao longo do tempo com base em quanto tempo e a que distância a PV medida está longe do Set Point, e serve para empurrar ou puxar a PV de volta em linha com o Set Point.

Acruzar as indústrias de processo O Controle PI é a forma dominante do PID em uso atualmente. Por mais eficaz que seja uma ferramenta para combater o Offset, o PI e o uso do Integral ainda apresentam alguns desafios:

Complexidade Adicionada

Não há duas maneiras – a introdução do termo Integral aumenta a complexidade do ajuste do loop de controle. Os dois termos – Gain e Integral – interagem um com o outro, tornando um desafio chegar aos valores que são “melhores” para atender ao objetivo único de controle do loop. Mesmo profissionais experientes podem ser enganados no ajuste do termo errado quando sua análise é baseada na inspeção visual de dados de tendência.

Reset Windup

É possível que o Erro Integral possa crescer demais e se tornar sem sentido. Considere um valor de Erro Integral que requer um determinado Elemento de Controle Final do loop de controle – uma válvula por si só – para abrir 120%. Tal condição é chamada de “Windup”. Em tal situação, o controlador não pode regular o processo até que o sinal de Erro mude e encolha o suficiente. Apesar da complexidade adicional, o PI Control é de longe a forma dominante do PID utilizado na indústria. Ele é altamente eficaz na correção de erros associados ao Offset e fornece um desempenho superior do ponto de vista do rastreamento de Set Point. Você está pronto para trazer sua planta para o próximo nível?