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Control Todo/Nada y PID
El controlador puede funcionar con dos tipos de control:
•
Todo/Nada (proporcional), en el que el actuador funciona a toda
potencia o está apagado. Se trada de un modo de control simple que
en ciertos casos permite obtener resultados satisfactorios.
•
PID, útil para los sistemas en los que la respuesta del valor controlado
comparada con el valor manipulable permite eliminar el error en
funcionamiento a régimen y mejorar el control. El valor manipulable
se convierte en un valor analógico que varía de forma continua entre
0 y 100%.
En el control PID, la banda proporcional coincide con el diferencial
(parámetros P1/P2).
6.1 Tipo de control (parámetro c5)
Par. Descripción
c5
Tipo de control
0=ON/OFF(proporcional)
1=Proporcional+Integral+Derivativo (PID)
Pemite establecer el tipo de control más adecuado para el proceso que
se va a controlar.
Con PID activo, control efectivo signifi ca que el valor controlado
coincide con el punto de consigna o que cae dentro de la zona
neutra; en estas condiciones, se pueden activar una serie de salidas
aunque no lo contemple el esquema de control original. Éste es el efecto
más evidente del factor integral.
El control PID requiere, antes ser aplicado, que el funcionamiento
con control tipo P no presente oscilaciones y esté caracterizado por
una buena estabilidad en los diferenciales: sólo partiendo de un control P
estable, el control PID puede garantizar la máxima efi cacia.
6.2 ti_PID, td_PID (parámetros c62,c63)
Estos son los parámetros PID que se han de establecer para la aplicación:
Par.
Descripción
c62
td_PID
c63
ti_PID
Para eliminar el efecto de los factores integral y derivativo, establezca
los parámetros respectivos ti y td=0
Estableciendo td=0 y ti ≠ 0, se obtiene el funcionamiento tipo P+I,
muy utilizado para el control de ambientes en los que la temperatura
no tiene variaciones considerables.
Para eliminar el error en funcionamiento steady, se puede
implementar PI, ya que el factor integral reduce el valor medio del
error. No obstante, una fuerte presencia de este factor (recuerde que
contibuye de modo inversamente proporcional al tiempo ti) puede
aumentar las oscilaciones de temperatura, los overshoots y el tiempo de
salida y descenso de la variable controlada hasta llegar a la inestabilidad.
Para resolver dichos overshoots debidos a la utilización del tiempo
integral, se puede introducir el factor derivativo, que actúa como
compuerta para las oscilaciones. No obstante, aumentando de forma
indiscriminada el factor derivativo (aumentando el tiempo td) se aumenta
el tiempo de salida y descenso y se puede incluso causar inestabilidad al
sistema. El término derivativo, a diferencia del término integral, no infl uye
lo más mínimo en el error a régimen.
ir33 universale +030220804 - rel. 1.3 - 11.03.2009
6. CONTROL
Pre Mín Máx U.M.
0
0
1
-
Predet Mín
Máx
U.M.
600
0
999
s
0
0
999
s
6.3 Auto-Tuning (parámetro c64)
El controlador sale de fábrica con los valores predeterminados de los
parámetros del control PID; dichos valores permiten realizar un control
PID estándar no optimizado para el sistema que controla el IR33, Para
este fi n existe el procedimiento de Auto-Tuning (Sintonización) que
permite afi nar los 3 parámetros involucrados, para conseguir un control
más preciso del sistema: diferentes sistemas, con diferentes dinámicas,
generarán parámetros muy distintos unos de otros.
El Auto-Tuning incluye dos procedimientos de funcionamiento:
• Sintonización del controlador durante la primera puesta en marcha
del sistema.
• Sintonización del controlador con parámetros que ya han sido
sintonizados durante el funcionamiento normal.
En los dos modos, primero se tiene que programar el control estableciendo
los siguientes parámetros:
c0 =1 ó 2, es decir, control "directo" o "inverso";
c5 =1, es decir, control PID habilitado;
c64 =1, es decir Auto-Tuning habilitado;
St1= Punto de consigna de trabajo.
Sintonización del control al poner en marcha por primera vez el
sistema
Este procedimiento se realiza al poner en marcha por primera vez el
sistema, y conlleva un tuning inicial de los parámetros de control PID
para analizar la dinámica de toda la instalación; la información adquirida
es indispensable tanto para este procedimiento como para posteriores
sintonizaciones que se realicen.
Durante la puesta en marcha, el sistema está en un estado estacionario,
es decir: no es alimentado y está en equilibrio térmico a la temperatura
ambiente; dicho estado se debe mantener en la fase de programación
del controlador que precede al inicio del procedimiento de Auto-
Tuning. El controlador se debe programar estableciendo los parámetros
especifi cados anteriormente, asegurándose de evitar que empiece
a controlar las cargas y alterando de este modo el estado del sistema
(es decir: aumentando o disminuyendo la temperatura). Esto se puede
conseguir no conectando las salidas de control a las cargas o manteniendo
las cargas sin alimentar). Una vez programado, el controlador se debe
apagar, deben eventualmente ser restablecidas las conexiones de sus
salidas a las cargas y debe, fi nalmente, ser repuesta la alimentación a
toda la instalación: control y máquina. El controlador entonces iniciará
el procedimiento de Auto-Tuning, identifi cado por el icono TUNING
parpadeando en el display, realizando un chequeo preliminar de las
condiciones de arranque, y evaluando su idoneidad, es decir, para un
sistema en modo "directo" la temperatura de inicio medida por la sonda
de control debe ser:
-Mayor que el punto de consigna.
-Superior al punto de consigna en más de 5°C.
Para un sistema en modo "inverso", la temperatura de inicio medida por la
sonda de control debe ser:
-Menor que el punto de consigna.
-Superior al punto de consigna en más de 5°C.
Si las condiciones inciales no son idóneas, el procedimiento no se
iniciará y el controlador mostrará la alarma "E14" correspondiente; el
controlador permanecerá en este estado sin realizar ninguna operación,
esperando un reseteo o hasta que se apague y se encienda de nuevo.
Se puede repetir el procedimiento para comprobar si han cambiado las
condiciones iniciales y puede iniciarse el Auto-Tuning. Si por el contrario
las condiciones iniciales son idóneas, el controlador iniciará una serie
de operaciones que modifi can el estado actual del sistema, mediante
alteraciones que cuando se miden pueden ser utilizadas para calcular los
parámetros PID más adecuados para el sistema en cuestión. En esta fase,
la temperatura alcanzada por la unidad puede diferir considerablemente
del punto de consigna, y también puede volver al valor incial del que se
partió. Al fi nal del proceso (duración máxima de 8 horas), si el resultado
es positivo, los valores calculados para los parámetros de control se
guardarán y sustituirán al valor predeterminado, en caso contrario no
se guardará nada y el control comunicará con una señal de alarma (ver
la tabla de alarmas), la salida del procedimiento. En estos casos, la señal
permanece hasta que se resetee manualmente o hasta que el controlador
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