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Sintonía PID

Control de procesos

Entienda el PID, vea el lazo responder en vivo y descubra cómo obtener los valores de su lazo.

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Qué hace el PID

El controlador compara el valor deseado (SP, setpoint) con el valor medido (PV) y ajusta la salida (MV) — la válvula, la resistencia o el variador — para eliminar la diferencia.

P

Proporcional

Reacciona al error de ahora. Más ganancia responde más rápido, pero puede oscilar y, sola, deja una diferencia entre SP y PV.

I

Integral

Suma el error a lo largo del tiempo hasta eliminar la diferencia que queda. Un Ti menor corrige antes y aumenta el sobreimpulso.

D

Derivativo

Mira la velocidad de la PV y frena la respuesta antes del objetivo. Amplifica el ruido; muchos lazos de caudal y presión usan solo PI.

Simulación en vivo

Proceso de estudio

Horno calentado por resistencia: la salida define la potencia, y la temperatura reacciona despacio y con retardo.

Modelo: K 1,2 °C/% · θ 30 s · τ 180 s. Sintonía inicial IMC/Lambda conservadora: Kp 0,5 %/°C · Ti 180 s.

t = 0 s · 70× el tiempo real
TIC-101AUTO
SP
100 °C
PV
80 °C
MV
50 %
Error
20 °C
SPPVMV
708090100110050100050010001500s°CMV %

Pulse Play: el SP cambia a 100 °C y el controlador reacciona.

Setpoint (SP)100 °C

Puerta abierta: pérdida de calor: -10 % en la entrada del proceso.

Mueva la sintonía con el lazo en marcha

Kp · ganancia proporcional0,5 %/°C

Más ganancia reacciona más fuerte al error: más rápido, pero puede oscilar.

Ti · tiempo integral180 s

Un Ti menor corrige antes la diferencia que queda, con más sobreimpulso. Sin integral, queda error.

Td · tiempo derivativodesactivado

Td frena la PV cuando cambia rápido. Cero lo desactiva; en exceso amplifica el ruido.

Forma paralela equivalente: Kp 0,5 · Ki 0,002778 %/°C/s · Kd —

Hipótesis: proceso de primer orden con tiempo muerto (FOPDT), controlador PID en la forma ideal con ganancia en unidades de ingeniería, acción inversa, salida limitada de 0 % a 100 % con anti-windup y derivada sobre la PV. No incluye ruido, fricción u holgura de la válvula, no linealidad ni enclavamientos. La simulación sirve para aprender y comparar ajustes; la validación final es en el lazo real, con autorización.

Valores didácticos, elegidos para parecerse a lazos reales de este tipo; no representan una planta ni un equipo específico.

Cómo obtener los valores de su lazo

Sin K, θ y τ, la sintonía es adivinanza. Un ensayo de escalón en manual da esos tres números.

  1. Con autorización, ponga el lazo en manual y espere a que el proceso se estabilice.
  2. Cambie la salida de una vez (escalón) y registre la PV en el tiempo hasta que se detenga en un nuevo valor.
  3. Ingrese la salida y la PV antes y después, y los instantes en que la PV cubrió el 28,3 % y el 63,2 % de la variación, contados desde el escalón.

Qué verificar en campo

  • Tenga autorización y acuerde la prueba con operación.
  • Ponga el lazo en manual con el proceso estable.
  • Dé un escalón pequeño y seguro en la salida, mayor que el ruido de la PV, y registre PV y salida en el tiempo.
  • Espere a que la PV se estabilice en el nuevo valor. Si no se estabiliza (como el nivel con bomba en la salida), el proceso es integrador y este método no se aplica.
  • Empiece por la sintonía conservadora, acompañe la respuesta y ajuste de a poco.

Llevarlo al controlador

Cada controlador usa su convención. Antes de ingresar los valores, verifique en el manual del bloque PID usado:

  • Forma del algoritmo: ideal (ISA), serie o paralela. Los mismos Kp, Ti y Td dan respuestas distintas en formas distintas.
  • Ganancia: en unidades de ingeniería, adimensional (%/%) o banda proporcional (PB = 100 ÷ Kp en %/%).
  • Integral: Ti en segundos o minutos, repeticiones por minuto, o Ki en la forma paralela.
  • Derivativo: Td en segundos o minutos, o Kd en la forma paralela, con o sin filtro.
  • Acción directa o inversa y el período de ejecución (Ts) del bloque.

No existe un valor estándar universal por fabricante: modelos, bloques y versiones cambian la convención. La herramienta no inventa números de fabricante.