El control «perfecto» con un PID

Control IDEAL

Recuerdo que años atras, en la universidad y otros luegas, nos mostraban graficas respecto al control «perfecto» o ideal que debe tener un controlador. Incluso cuando diseñabamos controladores PID buscabamos ese control o respuesta perfecta.

Esta respuesta de la PV (variables de proceso), era una especie respuesta muy rapida, nunca sobre pasaba el setpoint y nunca por nunca a pesar de perturbaciones la PV se alejaba del setpoint. Algo parecido a la gráfica de abajo:

Respuesta ideal control PID

No paso mucho tiempo cuando empece a realizar mis Practicas Profesionales en una refinería de Petroleo, y siempre muy activo me propuse a controlar un lazo de flujo. Saque el modelo del proceso e hice mis simulaciones, y finalmente se lo presente a mi Supervisor.

Mi Supervisor vio mi trabajo y puso una sonrisa como diciendo «te entiendo y comence asi», y la verdad es que ese dia me explico que en el supuesto que «logre» ese control perfecto, el proceso no lo necesitaba porque requeriamos aguas abajo muy tranquilidad o estabilidad. Es mas, si no llegaba al setpoint «no importa», si hace overshoots «no importa», si hay perturbaciones y la PV se mueve «no importa», solo importaba que la PV (flujo en este caso) este solamente cerca del setpoint y tenia un amplio rango para el error.

Entonces, ese aprendizaje fu vital para mis futuros años como Ingeniero. Siempre que visita una planta y la tarea es sintonizar lazos de control, las reuniones o conversaciones con Operadores o Supervisores de Operaciones es vital y critica.

Ellos no entienden del criterio de Amortiguamiento de Cuarto de Amplitud, o Constante de tiempo de proceso, y otras cosas que siempre hemos estudiado. Ellos entienden, y lo dicen en palabras simples, lo que hace bien o mal para el proceso y por ultimo para el «producto final» de la planta.

Por otro lado, una vez que tengamos claro el objetivo de control, debemos llegar a un equilibrio o priorizar estos objetivos. Por ejemplo, siempre que hacemos un lazo con una respuesta mas «rapida» usualmente hacemos tambien mas propenso a ser mas «inestable», y viceversa. Algunos objetivos de control pueden ser:

  • Mínimo cambio de PV (estabilidad dinámica) antes cambios de carga o perturbaciones.
  • Rápida respuesta ante cambios de setpoint (mínimo error dinámico)
  • Mínimo overshoot (sobre impulso) / undershoot / oscilación seguido de cambios repentinos de carga o cambios en el setpoint.
  • Mínimo error PV – SP en el tiempo (offset).
  • Mínima velocidad de acción en la válvula.

Nuevamente, poner sobre la mesa estos objetivos y que prioridad debemos ser is crucial para entender como sintonizar el controlador PID.

Conclusion
Simple, conversa con el Operador. No solo una, si no, varias veces hasta que se entienda claramente que «necesita» el proceso y se entienda que podemos lograr con el controlador PID en especifico. Esto siempre es vital y el primer paso.

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    Mil gracias.