Control PID - un enfoque descriptivo

Abstract

Transcurridos más de 65 años desde su patentamiento los controladores de acción proporcional + integradora + derivativa continúan manteniendo plena vigencia en la automatización industrial. La página Internet perteneciente a la International Federation of Automatic Control (IFAC) www.ifac-control.org en la sección correspondiente a Professional Briefs (destinada a los profesionales del Control Automático en los ámbitos industrial y académico), exhibe dos publicaciones (sobre un total de cinco) en las que el control PID juega un papel protagónico refs. [1] y [2]. Para completar el muestrario, citaremos el paper de Åström y Hägglund: Revisiting the Ziegler- Nichols step response method for PID control, aparecido en el Journal of Process Control de enero de 2004 [3]. Por su parte el relevamiento efectuado por Desbourough y Miller [4] en 2002 sobre más de 11.000 controladores en refinerías, industrias químicas y papeleras, arrojó como resultado que el 97% de dichos controladores poseían estructura PID, reafirmándose así su difusión y vigencia [5] pese a todos los avances teóricos y tecnológicos. Los controladores integrados en dispositivos [6] e instrumentos [7] constituyen un área de creciente penetración del control PID en la industria. Estas notas de difusión, constituyen una breve incursión sobre los conceptos relacionados con el diseño y ajuste de controladores PID, tanto para sistemas continuos como discretos, a fin de contar con una visión abarcativa de los diferentes aspectos de esta área de la Automatización y Control. Por lo que atañe a los contenidos específicos, en primer lugar se pasa reseña a las características básicas PID y se discuten los problemas asociados con el diseño robusto del sistema a lazo cerrado. Los problemas específicos del windup y las reglas prácticas para el ajuste de parámetros (tuning) son considerados junto con sus correspondientes soluciones. Capítulo aparte merece la implementación del controlador en computadora digital, donde se discuten los problemas de muestreo y aliasing, discretización de la ley de control y aspectos operativos prácticos que condicionan el funcionamiento del controlador. Las notas se cierran con algunos conceptos sobre la automatización del ajuste de parámetros (autotuning) empleada en dispositivos modernos.