Informe De Practicas De Lazos Pid

PRACTICAS

REGULACION
AUTOMATICA

PRACTICA Nº 7 :
SINTONIA DE REGULADORES PID
7.1. Controladores o reguladores PID
7.2. Ajuste empírico de reguladores PID. Método de prueba y error
7.3. Primer método de Ziegler-Nichols (lazo abierto)
7.4. Segundo método de Ziegler-Nichols (lazo cerrado)
7.5. Otros métodos de sintonía

Profesor Sebastián Marcos López
Departamento de Informática yAutomática / Universidad de Salamanca

7. 1

PRACTICAS

7.1. CONTROLADORES O REGULADORES PID
Las características de un buen control son difíciles de definir de forma
genérica y son muy dependientes del tipo de planta sobre la que se
trabaja. No obstante, se puede afirmar que en un sistema de control
realimentado se deben verificar las siguientes condiciones:
El sistema regulado debe serestable
El sistema de regulación debe ser lo suficientemente rápido
El sistema debe estar adecuadamente amortiguado
El sistema debe de tener una determinada precisión en régimen
estacionario
El sistema debe atenuar los efectos de ruidos, perturbaciones y
cambios de carga mientras se mantiene la planta a consigna constante

REGULACION
AUTOMATICA

Para conseguir estos objetivos, elcontrolador PID es el más
utilizado en regulación de procesos industriales. Se estima que, en
la actualidad, alrededor de un 90% de los lazos de control en la
industria utilizan alguna forma o variante de este regulador PID.
Es suficiente en muchos problemas de control: elimina el error
estacionario con la acción integral y puede mejorar el transitorio
con la acción derivativa.
ProfesorSebastián Marcos López
Departamento de Informática y Automática / Universidad de Salamanca

7. 2

PRACTICAS

7.1. CONTROLADORES O REGULADORES PID
Tipos de estructuras PID :
En los reguladores PID comerciales, existen varias alternativas a la hora de
ìmplementar las acciones que lo configuran.

REGULACION
AUTOMATICA

• CONTROLADOR PID PARALELO
t

d e (t )
u (t ) = K p e ( t ) + K i ∫e (t ) dt + K d
dt
0
• CONTROLADOR PID NO INTERACTIVO (ESTANDAR ISA)

⎛
1
u (t ) = K p ⎜ e(t ) +
⎜
Ti
⎝

∫

t

0

d e(t ) ⎞
⎟
e(t ) dt +Td
dt ⎟
⎠

• CONTROLADOR PID INTERACTIVO
t
⎡
⎤⎡
d e(t ) ⎤
1
u(t ) = K p ⎢e(t ) + ∫ e(t )dt⎥ ⎢1 + Td
Ti 0
dt ⎥
⎣
⎦
⎣
⎦

Profesor Sebastián Marcos López
Departamento de Informática y Automática / Universidad de Salamanca7. 3

PRACTICAS

7.1. CONTROLADORES O REGULADORES PID
Sintonía o ajuste de parámetros en los reguladores PID :
El control PID elabora simultáneamente una acción de control proporcional, integral
y derivativa sobre la señal de error:

u (t ) = K p ( e(t ) +

1t
de(t )
)
e(t ) dt + Td
∫0
Ti
dt
E(s)

donde:

REGULACION
AUTOMATICA

Kp es la ganancia proporcional
Ti es laconstante de tiempo integral

U(s)

+
-

R(s)

Sum

PID
CONTROL
PID

Gp(s)
(s+1)

C(s)

Proceso

Td es la constante de tiempo derivativa.
y son parámetros ajustables que establecen el peso de cada acción de control.
La función de transferencia del controlador PID es:

K pTd Ti s 2 + K pTi s + K p
1
Gc ( s ) = K p ( 1 +
+ Td s ) =
Ti s
Ti s
NOTA: Utilizaremos pordefecto el PID no interactivo (estándar ISA) por ser el más empleado
en control de procesos
Profesor Sebastián Marcos López
Departamento de Informática y Automática / Universidad de Salamanca

7. 4

PRACTICAS

7.1. CONTROLADORES O REGULADORES PID
Efecto de las acciones de control en los reguladores PID :
REGULACION
AUTOMATICA
ACCION DE
CONTROL

EFECTO EN EL
REGIMEN
TRANSITORIO YESTABILIDAD

EFECTO EN EL
REGIMEN
PERMANENTE

ACCION ANTE
PERTURBACIONES

OTRAS
CARACTERISTICAS
DE INTERES
(TECNOLOGIA
ANALOGICA)

DERIVATIVA

MEJORA EL ESTACIONARIO

•Aumenta el sobreimpulso y el
tiempo de establecimiento del
sistema, haciéndolo más
oscilatorio o incluso inestable.

Elimina totalmente el error
estacionario a una entrada
escalón.

Elimina el efecto de...