Significado | Concepto | Definición:

La elección del mejor controlador proporcional-integral-derivado (PID) dependerá de sus necesidades específicas. Un controlador PID puede tener la forma de un controlador PI o PD, o solo I o P. No todas las aplicaciones requieren el uso de los tres parámetros. El control derivado es el que tiene más probabilidades de eliminarse, ya que realiza mediciones basadas en el ruido del sistema. La eliminación se puede realizar estableciendo los parámetros no deseados a cero.

Hombre con un taladro

Ampliamente utilizado como controles industriales, un controlador PID calcula tres parámetros, características o factores medibles separados. Los cálculos de los valores de error se realizan tomando la diferencia entre una cantidad medida y la cantidad deseada. Los errores se minimizan ajustando las entradas al sistema de control .

En un controlador PID, cualquier cambio proporcional que sea demasiado grande puede causar inestabilidad del sistema. Si los mismos cambios son demasiado pequeños, el sistema no responderá. El control integral mide la cantidad de error e intenta minimizarlo. Los controles derivados reducen la tasa de cambio, pero pueden ralentizar el tiempo de respuesta e introducir más ruido en el sistema.

Para comprender el proceso de control, un buen ejemplo es ajustar manualmente la temperatura del agua en un grifo de dos grifos. Los grifos de agua fría y caliente se abren y luego el usuario los ajusta a la temperatura combinada deseada. Los ajustes deben realizarse con precisión o el usuario alternará entre agua demasiado caliente o demasiado fría. Los controles proporcionales completos eliminan los ciclos de encendido y apagado en el sistema. Un controlador PID compensará automáticamente cuando se detecten cambios en el sistema.

Los sistemas de control más simples se pueden utilizar para sistemas de termostato básicos. Un controlador PID en un horno puede funcionar mejor con solo controles proporcionales e integrales. La función derivada podría causar cambios erráticos por ruido o interferencia eléctrica. Si funciona correctamente, el control permite que el horno se caliente a la temperatura deseada y luego se enciende y apaga para mantenerla. El calentamiento se ralentiza a medida que el horno alcanza la temperatura deseada para evitar sobrepasar el punto de ajuste.

Los controles básicos de encendido y apagado están bien en sistemas que no requieren temperaturas exactas constantes. Las unidades de calefacción y refrigeración domésticas pueden usar esto, pero se logrará una mejor eficiencia con un controlador proporcional o PID. Los usos industriales normalmente exigen un control constante para los usos de laboratorio. Los requisitos de control de movimiento, temperatura y flujo se pueden cumplir con las funciones PID. Cuando un error de estado estable (SSE) es crítico, los tres controles, trabajando juntos, proporcionarán el resultado deseado.

Los factores que deben tenerse en cuenta son el tipo de sensor de entrada al sistema y el rango de resultados permitido. A continuación, se deben satisfacer las necesidades de salida. Las salidas pueden ser a un relé electromecánico, un receptor analógico o un relé de estado sólido (SSR). Por último, tenga en cuenta el número de productos necesarios. Los controladores PID comúnmente vienen con una lista de todos los tipos de entrada y salida con los que funcionan mejor.