controlador pid omron

Factory Automation

Regulación con programa
de PLC

1. Funciones PID + TPO

PLCs: Introducción
PID con dos grados de libertad
•

•

Cuando se previene el sobrepasamiento con un control PID simple
se ralentiza la estabilización ante perturbaciones (1), mientras que si
se trata de acelerar ésta se producen sobrepasamientos (2).
Para solventar las dos circustancias a la vez Omronutiliza un control
PID con realimentación anticipativa, con dos grados de libertad (3).

Marcos Larralde

PLCs: Introducción
Diagrama de bloques del control PID Omron con dos
grados de libertad
Kp(1-β) Td･s/(1+λTd･s)
+

SP

1+(1-α)Ti･s
1+Ti･s

+

Kp{1+1/(Ti･s)}
-

MV

+

Process

PV

Kp Td･s/(1+λTd･s)

PV : Process Variable, SP : Set Point, MV : Manipulate VariableKp : Control Gain, Ti : Integral Time, Td : Derivative Time
α : 2-PID Parameter α,

β : 2-PID Parameter β

Differential section is not Complete Differential ‘Td･s’ but Incomplete Differential ‘ Td･s/(1+λTd･s)’.
λ : Incomplete deferential constant = 0.3
Marcos Larralde

PLCs: Introducción
PID con dos grados de libertad: prevención de
sobrepasamientos
La lógica es un constante. (Alfa)Perturbación

FF
SP

Sólo se efectúa sobre
SP. (Sólo para
Overshoot)

+ e
-

PID

Mientras la lógica PID
controla alcance del
SP,Offset y Hunting

Marcos Larralde

+

MV

+

+
Y lo resta del MV.
Sirve para frenar el
Overshoot.

PLCs: Introducción
Comportamiento de los parámetros PID: P

• Banda proporcional establecida con respecto al SV, obtenemos un MVproporcional a la
desviación entre PV y SV.
• Se expresa como un porcentaje de la variable de entrada (de 0.1 a 999.9 %).
• Si es muy pequeña se producen oscilaciones, si es demasiado grande aparecerá una
desviación residual.
Marcos Larralde

PLCs: Introducción
Comportamiento de los parámetros: I

• La acción I combinada con la P reduce la desviación residual.
• Se expresa como el tiemporequerido para que la MV generada por la acción P coincida
con la MV generada por la acción I (de 1 a 8191 veces el período de control, o de 0.1 a
819.1 seg).
• Lo más pequeña que sea, más fuerte será la corrección, pero puede que se produzcan
oscilaciones.
Marcos Larralde

PLCs: Introducción
Comportamiento de los parámetros: D

• Las acciones P+I pueden implicar un retraso en la respuestaante perturbaciones, para
compensarlo está la componente D.
• Se expresa como el tiempo requerido por la MV originada por la acción D para alcanzar
el nivel de la MV generada por la acción P (de 1 a 8191 veces el período de control, o
de 0.1 a 819.1 seg).
• Cuanto más grande sea más fuerte será la corrección, si es demasaido grande se
producirán oscilaciones.
Marcos Larralde

PLCs:Introducción
Comportamiento de los parámetros PID
MV=

100
Pb

1

( e + Ti

de

e dt + Td dt )
Grande

Adecuado

Pequeño

Inestabilidad
(Hunting
pequeño)

Corrige
perturbación

Corrección
lenta de
perturbación

Offset

Corrige Offset

Oscilación

Offset
Alcance a SP
lento

Corrige
picos y
oscilaciones

Pico y
Oscilación

Marcos Larralde

PLCs:Introducción
Constante Alpha: ganancia de Feed-forward
• Alfa es un coeficiente de filtro para la entrada.
• Se expresa como un valor de 0.00 a 0.99 (0.65 por defecto).
• El método:
1. Ajustar la corrección de perturbación con PID convencional.
2. Ajustar Step-response eligiendo un alfa adecuado (de 0 a 1).
alfa=0

T (ºC)
SP

alfa=1

Alfa correcto

Step-response
Marcos LarraldeCorrecto

Perturbación

t (seg.)

PLCs: Introducción
Ajuste de parámetros PID: orientaciones
• Cuando no es importante la rapidez para alcanzar la estabilidad pero sí lo es no
causar sobrepasamientos, usar una P grande.
• Cuando se desee una rápida estabilización y no importen los sobrepasamientos,
estrechar la banda proporcional.
• Si la P es demasiado pequeña se producirán oscilaciones....