17_04_2024 - Automação - Controlador PID.pdf

ASDF

1. SENAI/MG – CFP/JCG
Técnico em Automação Industrial - Trilhas III
Instrutor: Gustavo Henrique de Paula Sousa
Técnicas de Controle
Aula 05
Controlador PID

2. Controlador PID

Introdução


2

3. Controlador PID

Introdução


3

4. Controlador PID

Introdução


4

5. Controlador PID

Respostas Típicas


5

6. Controlador PID

Respostas Típicas


6

7. Controlador PID

Respostas Típicas


7

8. Controlador PID

Sintonia dos controladores


8
•Os ajustes dos controladores PID na indústria são, na
maioria dos casos, realizados por pessoas experientes no
assunto.

•As características do processo requeridas a serem
implementadas pelo controle deverão ser definidas antes
do início do ajuste dos parâmetros PID ou do ajuste fino.
Essas características são:

9. Controlador PID

Sintonia dos controladores


9
1. O tempo que o processo demorará para estabilizar.

2. O sobressinal que o processo terá na partida ou mudança
de setpoint.

3. A amplitude máxima de oscilação em torno do setpoint
durante o regime – existem processos que, mesmo com o
controle ajustado, nunca zeram o erro.

10. Controlador PID

Sintonia dos controladores


10

11. Controlador PID

Sintonia dos controladores


11
A forma de comportamento do controle pode variar também
em função do atuador no processo. Exemplo:

• Válvula proporcional: se tivermos uma válvula reguladora de
vazão e ficarmos variando de 0 a 100% frequentemente,
reduziremos a vida útil de seus componentes.

12. Controlador PID

Sintonia dos controladores


12
• Motores: se tivermos partidas e paradas excessivamente
rápidas, principalmente com cargas elevadas, esse tipo de
ação acarretará em folgas e desgastes mecânicos. Então,
essas velocidades precisarão de controle também.

13. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia Manual


13
A sintonia manual é necessária mesmo quando forem
utilizados os outros métodos que abordaremos, pois,
dependendo do processo, algumas características de
performance não serão toleradas e os parâmetros do
controlador deverão ser adequados.

14. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia Manual


14
Para realizar essa sintonia, é fundamental o entendimento de
todo o conteúdo que abordamos até agora, e um
conhecimento detalhado do processo e seus elementos
(sensores, atuadores e outros).

É comum que o ajuste seja por tentativa e erro, obviamente,
seguindo uma lógica. Saberemos que o ajuste foi bom com o
processo em andamento.

15. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia Manual


15
Inicialmente, ajustamos um valor para Kp e, posteriormente,
ajustaremos o Ki.

Começaremos com um controle PI e depois, buscaremos um
aumento de performance com o D ou Kd.

16. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia Manual


16
Mas lembre-se de que, na prática, ativaremos o D
somente se necessário, já que na maioria dos casos o PI
atenderá as demandas de performance do processo.

17. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia Manual


17

18. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia Manual


18

19. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia Manual


19
Outra metodologia:

1. Elimine os termos integral e derivativo escolhendo Ti e Td
com seu valor mínimo.

2. Atribua a Kp com seu valor máximo e um valor baixo e
coloque o controlador no modo automático.

20. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia Manual


20
3. Aumente o ganho Kp em pequenos passos até que ocorra
uma oscilação mantida após uma pequena mudança no
setpoint ou na perturbação. O termo oscilação mantida deve
ser entendido como uma oscilação que se mantém com
amplitude constante.

4. Reduza então Kp pela metade.

21. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia Manual


21
5. Diminua Ti em pequenos passos até observar novamente
a ocorrência de uma oscilação continuada. Fixe então Ti em
3 vezes este valor.

6. Aumente Td também em pequenos passos até que ocorra
novamente uma oscilação mantida. Faça então Td igual a 1/3
deste valor.

22. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação


22
Este é um método com o do qual avaliamos o
comportamento do processo funcionando em malha aberta e
sendo acionado por um degrau de valor final conhecido.

O método de sintonia por curva de reação servirá para dar
um ponto de partida ao processo de sintonia, e não servirá
como ajuste final. Ele também é chamado de Primeiro
Método de Ziegler-Nichols.

23. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação


23

24. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação


24

25. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação


25

26. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação


26

27. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação


27

28. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação
Exemplo


28

29. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação
Exemplo


29

30. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação
Exemplo


30

31. Controlador PID

Sintonia dos controladores - Sintonia por curva de reação
Exemplo


31