CONTROL PID APLICADO EN TIA PORTAL

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL 1

CONTROL PID APLICADO EN TIA PORTAL

Ing. Livington Alfredo Miranda Delgado

CONTROL DE PROCESOSINDUSTRIALES

AGENDA

ELABORADO POR: LIVINGTON ALFREDO MIRANDA DELGADO 2

3

2

4

Objetivos de Aprendizaje

Introducción

Procedimiento

1

Actividades de Refuerzo

Discusión De Resultados5

Prueba de consolidación de conocimientos6

3

1.”

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

ELABORADO POR: LIVINGTON ALFREDO MIRANDA DELGADO

4

• Hallar las constantes de control proporcional, integral y derivativo usandolos diferentes métodos de sintonización del bloque PID Compact de TIAPORTAL.

• Analizar la respuesta del sistema de control de lazo cerrado• Analizar el comportamiento del sistema controlado ante una

perturbación.• Contrastar los resultados con el control PID desarrollado en matlab

OBJETIVOS


5

2.”

INTRODUCCION


6

SISTEMA CONTROLADO


El objetivo de un sistema controlado es regular lavariable de control (temperatura de un cuarto, nivelde un tanque, etc), para lo cual es necesario analizarel comportamiento dinámico del sistema controlado.Una opción es realizar la prueba escalón al sistemacontrolado y observar su respuesta.

7ELABORADO POR: LIVINGTON ALFREDO MIRANDA DELGADO

CONTROLADOR PID

Este parámetro genera una salidaproporcional a a la señal de errordel sistema.

Este parámetro integra la señalde error del Sistema conrespecto al tiempo, esta acciónafecta al sistema controlado.

Este parámetro responde a lavelocidad de cambio de la señal deerror del sistema.

P

I

D


CONFIGURACION PID COMPATC

AJUSTES BÁSICOSEn la ventana de inspección o deconfiguración:• Magnitud Física• Sentido de Regulación• Comportamiento de arranque después

de un reset• Consigna (ventana de inspección)• Valor real (ventana de inspección)• Valor de salida (ventana de inspección)



AJUSTES DEL VALOR REAL• Limites del valor realSe define el limite superior e inferiorabsoluto del valor real. Cuando sesobrepasan estos limites se producirá unerror de bits 0001h, la regulación se cancelay se debe configurar los valores de salida encaso de error en el modo automático.• Escalar Valor RealSi en los ajustes básicos ha configura el usode Input_PER, deberá convertir el valor dela entrada analógica a la magnitud físicareal. Si el valor real es directamenteproporcional al valor de entrada analógica,Input_PER se escalara a partir de un par devalores inferior y superior.



AJUSTES AVANZADOS• Monitorización del valor real

Limites de advertencia inferior y superiorpara la variable real, en caso de superarestos limites los parámetros“InpuntWarning_H” e “InpuntWarning_L” seactivan.• Limitaciones de PWMUna modulación de ancho de pulsostransforma el valor del parámetro de salidaOutput en un tren de pulsos que se emite

por el parámetro de salida Output_PWM.

Output PWM se emite en el tiempo demuestreo PID_Compact el cual equivaleal tiempo de muestreo del bloque deinterrupcion OB.



AJUSTES AVANZADOS• Limites del valor de salida

Configure en tantos por ciento los limitesabsolutos del valor de salida. En modoautomático y manual los valores de salida no serebasan• Parámetros PIDAquí se visualizan los parámetros PID. Durante laoptimización los parámetros PID se adaptan alsistema regulado. No es necesario introducir losparámetros PID de forma manual.


PARAMETROS PID COMPATC


PARAMETROS PID COMPATC

• En el caso que se produzcan los cambios en la consigna esposible atenuar la acción P.

Ponderación de la acción de P

• En caso de cambios de la consigna es posible atenuar laacción D.

Ponderación de la acción D

• Es el tiempo entre dos cálculos del valor de salida. Este sedetermina durante la optimización y se redondea a unmúltiplo del tiempo de ciclo.

Tiempo de muestreo del algoritmoPID

(0: La acción P o D no actúa al cambiar la consigna, 1: laacción P o D es totalmente efectiva cuando cambia laconsigna)


FUNCIONES PID COMPATC

OP

TIM

IZA

CIO

N I

NIC

IAL

La optimización inicialdetermina elcomportamiento del procesoa un escalón del valor desalida y busca el punto deinflexión. Los parámetros PIDóptimos se calculan a partirde la pendiente máxima y eltiempo muerto del sistemaregulado. Para obtener losmejores parámetros PID,debe efectuarse unaoptimización inicial y unaoptimización fina.

OP

TIM

IZA

CIO

N F

INA

La optimización fina genera unaoscilación constante y limitadadel valor real. Los parámetros PIDse optimizan para el punto deoperación a partir de la amplitudy la frecuencia. A partir de losresultados se vuelven a calculartodos los parámetros PID. Losparámetros PID existentesdespués de la optimización finamuestran en su mayoría uncomportamiento de guía y antefallos mucho mejor que losparámetros PID de laoptimización inicial. Para obtenerlos mejores parámetros PID, debeefectuarse una optimizacióninicial y una optimización fina.

15

3.”

PROCEDIMIENTO DE LA PRACTICA



Aplicar los métodos de optimización del bloque PID Compact y comparar los resultados obtenidos conMatlab.

PROCEDIMIENTO

DATOS PARA LA PRACTICA

𝑇𝑚 = 0.1

Gp1 =𝑔𝑎𝑖𝑛

𝑡𝑚𝐿𝑎𝑔1 ∗ 𝑆 + 1=

0.99492

1.1615𝑆 + 1

Gp2 =𝑔𝑎𝑖𝑛

𝑡𝑚𝐿𝑎𝑔1 ∗ 𝑠 + 1 ∗ (𝑡𝑚𝐿𝑎𝑔2 ∗ 𝑠 + 1)=

0.99872

1.2633 ∗ 𝑆 + 1 ∗ 0.0012261 ∗ 𝑆 + 1


OPTIMIZACION INICIAL

REQUISITOS• El bloque PID Compact se llama en un OB

ciclico• ManualEnable=FALSE• Reset=FALSE• Modo=Manual, Inactivo o Automático• Setpoint y Valor Real se encuentra dentro de

los rangos configurados• Setpoint – Valor Real es mayor al 30% de la

diferencia de los limites máximos del valorreal.

• Setpoint – Valor Real es superior al 50 delSetpoint.

PROCEDIMIENTO1. Doble clic en la puesta de servicio del

bloque PID Compact2. En la lista desplegable de Modo de

Optimización seleccione Optimización Inicial3. Hacer clic en el símbolo START4. Se establece la conexión online5. Se inicia el registro de valores6. Se inicia la optimización inicial7. La barra de progreso muestra el progreso

actual.


OPTIMIZACION FINA

REQUISITOS• El bloque PID Compact se llama en un OB

ciclico• ManualEnable=FALSE• Reset=FALSE• Setpoint y Valor Real se encuentra dentro de

los rangos configurados• El punto de operación se ha alcanzado

cuando el valor real coincide con la consigna• No se esperan perturbaciones• Modo=Manual, Inactivo o Automático

PROCEDIMIENTO1. Doble clic en la puesta de servicio del

bloque PID Compact2. En la lista desplegable de Modo de

Optimización seleccione Optimización Fina3. Hacer clic en el símbolo START4. Se establece la conexión online5. Se inicia el registro de valores6. Se inicia la optimización fina7. La barra de progreso muestra el progreso

actual.

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4.”

ACTIVIDAD DE REFUERZO


ACTIVIDAD DE REFUERZO

Realizar el procedimiento anterior con el modelo de segundo ordenidentificado.


21

¿PREGUNTAS?


22

6.”

FORMATO DE INFORME


• OBJETIVOS

• PROCEDIMIENTO DE SINTONIZACION PID EN TIA PORTAL

(INICIAL Y FINA)

• SIMULACION DEL SISTEMA CONTROLADO EN TIA PORTAL

• RESULTADOS Y ANALISIS DE LAS RESPUESTAS

• CONCLUSIONES

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