Cómo se hacen los ajustes (optimización) del regulador PID automático para trayectorias de control de temperatura asimétricas en STEP 7 (TIA Portal) V11 y superior?

Artículo 

Relacionado con producto(s) DescripciónSe debe respetar una secuencia de tiempo específica para la optimización automática de los reguladores PID ("PID_Compact" o "PID_3Step") para las trayectorias de control de temperatura con comportamientos de tiempo asimétricos.

En general, con la optimización automática se asume que la constante de tiempo es aproximadamente idéntica para el calentamiento y para el enfriamiento. Pero eso no es siempre el caso en algunas trayectorias (tal y como se muestra en la figura 1).

La figura 1 muestra la curva típica de una trayectoria de control de temperatura asimétrica

Cuando se controla en modo automático, las oscilaciones asimétricas se producen con frecuencia cuando se produce la aproximación al valor de consigna. Esto se muestra en el ejemplo dado más abajo en la figura 2. Aquí se puede ver también que hay diferentes tiempos para el calentamiento (A) y para el enfriamiento (B).

Fig. 02 

La figura 2 muestra el comportamiento típico del regulador para trayectorias de control de temperatura con sobreoscilación, lo que puede provocar el comportamiento de abajo:

Los parámetros del PID sólo se pueden calcular de manera imprecisa. La optimización automática (también denominada ajuste automático o auto-tuning) requiere de

tiempos muy largos. El ajuste automático podría llegar a cancelarse en el caso de trayectorias muy lentas, en las que

los límites de tiempo se sobrepasan.RemedioCon el objetivo de optimizar el regulador PID para estos tipos de trayectorias de control de temperatura se recomiendan los tres pasos dados a continuación.1. Estado acoplado conseguido

Controlar y estabilizar el proceso hasta el valor de consigna. Usar el modo manual para ello o dejar que el regulador PID controle de manera automática su llegada hasta el valor de consigna deseado con sus valores por defecto. 1. Modo manual: Poner el regulador en modo manual ("sRet.i_Mode" = 4) y seleccionar un

valor manual adecuado. Aproximarse al valor de consigna deseado modificando el valor manual. Cuando el valor actual alcance el valor de consigna y no se produzcan cambios, pasar al paso 2.

2. Modo automático: Poner el regulador en el modo automático ("sRet.i_Mode" = 3) y especificar el valor de consigna deseado. Dejar que el regulador realice el control hasta el valor de consigna y esperar hasta que el proceso se acople. Bajo determinadas circunstancias, ésto podría llevar bastante tiempo. Si se necesita demasiado tiempo, seguir con el punto a. 

2. Cambiar a modo automáticoCambiar a modo automático mediante la asignación del valor "3" (modo automático) a la variable estática "sRet.i_Mode". Como alternativa, también se puede habilitar el modo manual en el cuadro de diálogo de puesta en servicio bajo "Estado online del regulador".

Nota

Es importante que el proceso se encuentre en un estado estable y tan cerca como sea posible del valor de consigna. Esto se puede ver en la salida de control en modo automático. La salida de control debería permanecer constante durante un periodo largo de tiempo. 

3. Iniciar la optimizaciónAHora se inicia la optimización a través de la asignación del valor "2" (optimización) a la variable estática "sRet.i_Mode". Las trayectorias de control de temperatura normalmente tienen constantes de tiempo muy altas, lo que significa que la optimización lleva mucho tiempo.

NotaSólo se puede cambiar el modo usando la variable "sRet.i_Mode", mediante la modificación del valor. Proceder tal y como se describe a continuación para asegurar un cambio seguro: Antes de cada cambio primero se asigna el valor del parámetro de salida "State" de la variable

estática. Después se asigna el valor deseado (por ejemplo, un "2" para la optimización) a la variable.

Se dispone de más información sobre el "PID_Compact" y el "PID_3Step" en la ayuda en línea de STEP 7 (TIA Portal) bajo

PID_Compact PID_3Step