Sintonización de Controladores PID: Métodos y Variables Esenciales

Método de Ziegler-Nichols en Lazo Abierto

Cuando un sistema en lazo abierto tiene una respuesta en forma aproximada de 'S' ante una entrada en escalón, puede considerarse como un sistema de primer orden con retardo puro.

Existen otras alternativas usadas para estimar los parámetros T y θ:

• Método de los dos puntos: consiste en encontrar los tiempos donde se obtiene el 28,4% (t₁) y el 63,2% (t₂) del valor final.
• Método de las áreas.

Método de Oscilaciones Amortiguadas (Criterio de Harriot)

Normalmente, no se puede llevar la planta al límite de estabilidad, como hace el método de lazo cerrado de Ziegler-Nichols. Esto podría provocar daños en componentes o vulnerar la seguridad en la operación. En esos casos, puede usarse el siguiente procedimiento, llamado criterio de Harriot:

• Se anulan los términos integral y derivativo y se ajusta Kp a un valor muy bajo.
• Se provoca un cambio brusco en la consigna en lazo cerrado y se observa la salida.
• Se va aumentando la ganancia proporcional y repitiendo el paso 2 hasta que la respuesta muestre una relación de decadencia de 1/4.
• Se mide el periodo de oscilación P.

Método de Ziegler-Nichols en Lazo Cerrado

Este método puede usarse cuando los sistemas presentan una respuesta oscilatoria en lazo cerrado. Se procede de la siguiente forma:

• Se anulan los términos integral y derivativo y se ajusta Kp a un valor muy bajo.
• Se provoca un cambio brusco en la consigna en lazo cerrado y se observa la salida.
• Se va aumentando la ganancia proporcional y repitiendo el paso 2 hasta que se presenten oscilaciones mantenidas.
• Se mide el periodo de las oscilaciones P y el valor de la constante proporcional que las ha provocado, K.

Variables Fundamentales en Sistemas de Control

PV: Variable de Proceso (Process Variable)

La variable de proceso (PV) es la entrada principal. Muchos controladores están preparados para que la PV sea directamente un termopar o una RTD, además de los valores normalizados de tensión o intensidad.

Ejemplo: Temperatura medida del horno.

MV: Variable Manipulada (Manipulated Variable)

La variable manipulada (MV) es la salida del controlador. Suele transmitirse una señal analógica normalizada o bien una señal digital usando tecnología PWM.

Ejemplo: Señal de control al calefactor.

SP: Punto de Consigna (Set Point)

Es típico que el valor de consigna (SP) se pueda seleccionar mediante un valor de tensión o intensidad externo normalizado o mediante un panel frontal usando la botonera y el display.

Ejemplo: Temperatura deseada.