FUNCIONAMIENTO CONTROLADOR

Para el correcto funcionamiento de un controlador PID que regule un proceso o sistema se necesita, al menos:1. Un sensor, que determine el estado del sistema (termmetro, caudalmetro, manmetro, etc).2. Un controlador, que genere la seal que gobierna al actuador.3. Un actuador, que modifique al sistema de manera controlada (resistencia elctrica, motor, vlvula, bomba, etc).El sensor proporciona una seal analgica o digital al controlador, la cual representa el punto actual en el que se encuentra el proceso o sistema. La seal puede representar ese valor en tensin elctrica, intensidad de corriente elctrica o frecuencia. En este ltimo caso la seal es de corriente alterna, a diferencia de los dos anteriores, que son con corriente continua.El controlador lee una seal externa que representa el valor que se desea alcanzar. Esta seal recibe el nombre de punto de consigna (o punto de referencia), la cual es de la misma naturaleza y tiene el mismo rango de valores que la seal que proporciona el sensor. Para hacer posible esta compatibilidad y que, a su vez, la seal pueda ser entendida por un humano, habr que establecer algn tipo de interfaz.

ACCIN DE DOS POSICIONES O DE ENCENDIDO Y APAGADO (ON/OFF)En un sistema de control de dos posiciones, el elemento de control final slo tiene dos posiciones fijas que es, en muchos casos, encendido o apagado.En el control de dos posiciones, la seal de salida, m(t) permanece en un valor ya sea mximo o mnimo, dependiendo de si la seal de error, e(t), es positiva o negativa.En un sistema de control de dos posiciones, el elemento de actuacin solo tiene dos posiciones fijas que, en muchos casos, son simplemente encendidos y apagados. El control de dos posiciones o de encendido y apagado es relativamente simple y barato, razn por la cual su uso es extendido en sistemas de control tanto industriales como domsticos.PIDProporcionalUna ventaja de esta estrategia de control, es que slo requiere del clculo de un parmetro (ganancia) y, adems, genera una respuesta bastante instantnea. Sin embargo, el controlador proporcional posee una caracterstica indeseable, que se conoce como error en estado estacionario (offset).La frmula del proporcional est dada por: El error, la banda proporcional y la posicin inicial del elemento final de control se expresan en tanto por uno. Nos indicar la posicin que pasar a ocupar el elemento final de controlEjemplo: Cambiar la posicin de una vlvula (elemento final de control) proporcionalmente a la desviacin de la temperatura (variable) respecto al punto de consigna (valor deseado).

IntegralLa accin integral da una respuesta proporcional a la integral del error. Esta accin elimina el offset, pero se obtiene una mayor desviacin del set point, la respuesta es ms lenta y el periodo de oscilacin es mayor que en el caso de la accin proporcional.La frmula del integral est dada por: Ejemplo: Mover la vlvula (elemento final de control) a una velocidad proporcional a la desviacin respeto al punto de consigna (variable deseada).

DerivativaLa accin derivativa da una respuesta proporcional a la derivada del error (velocidad de cambio del error). Aadiendo esta accin de control a las anteriores, se elimina el exceso de oscilaciones. No elimina el offset. Se manifiesta cuando hay un cambio en el valor absoluto del error; (si el error es constante, solamente actan los modos proporcional e integral).La frmula del derivativo est dada por: El control derivativo se caracteriza por el tiempo de accin derivada en minutos de anticipo. La accin derivada es adecuada cuando hay retraso entre el movimiento de la vlvula de control y su repercusin a la variable controlada.Ejemplo: Corrige la posicin de la vlvula (elemento final de control) proporcionalmente a la velocidad de cambio de la variable controlada.

SISTEMAS DE VISUALIZACINDe forma anloga a los antiguos registradores grficos en papel, los sistemas de visualizacin registran magnitudes fsicas en procesos industriales o aplicaciones de laboratorio durante un perodo prolongado. La ventaja de los sistemas de visualizacin digitales es su alta flexibilidad. Por mencionar algunas ventajas: ms canales de entrada, un registro simplificado y una escala digital de seales de corriente y tensin. Los sistemas de visualizacin estn construidos con frecuencia de forma modular. En diferentes ranuras puede introducir diferentes tarjetas. Estas ofrecen diferentes combinaciones de entradas y salidas o interfaces digitales. As es posible componer un sistema de visualizacin especfico para el usuario. Se maneja a travs de teclas en la parte posterior, o a travs de una pantalla tctil. Como medio de almacenaje para una copia de seguridad de datos se usan por ejemplo, conectores USB o tambin tarjetas CF. A travs de interfaces digitales puede transferir los datos directamente al PC.

Sistemas de control retroalimentado Son aquellos que tienden a mantener una relacin preestablecida entre la salida y alguna entrada de referencia, comparndolas y utilizando la diferencia entre ellas como valor a partir del cual se realiza el control.

Se define la seal de error E(s) como la diferencia entre la seal de referencia R(s) y la de salida Y(s) multiplicada por la funcin de transferencia de la realimentacin H(s), es decir: E(s) = R(s) H(s)Y(S)

- Controlador: Utilizando los valores determinados por los sensores y la consigna impuesta, calcula la accin que debe aplicarse para modificar las variables de control en base a cierta estrategia.

- Actuador: Es el mecanismo que ejecuta la accin calculada por el controlador y que modifica las variables de control.GLOSARIO CONTROLADORES