Parámetros PID (S7-1200, S7-1500) - PID

En la ventana de configuración "Parámetros PID" se visualizan los parámetros PID.

Si en los ajustes básicos está activada la refrigeración y en los ajustes de salida se ha seleccionado la conmutación de parámetros PID como método para calefacción/refrigeración, están disponibles dos juegos de parámetros: uno para calefacción y otro para refrigeración.

En tal caso, el algoritmo PID, a partir del valor de salida calculado y el error de regulación, decide si los parámetros PID se utilizarán para calefacción o para refrigeración.

Si la refrigeración está desactivada o se ha seleccionado el factor de enfriamiento como método para calefacción/refrigeración, siempre se utiliza el juego de parámetros para calefacción.

Durante la optimización, los parámetros PID se adaptan al sistema regulado, con excepción del ancho de zona muerta, que debe configurarse manualmente.

Nota Los parámetros PID efectivos actualmente están en la estructura Retain.CtrlParams. Para prevenir un comportamiento erróneo del regulador PID, los parámetros PID efectivos actualmente solo deben modificarse online en el modo de operación "Inactivo". Si desea modificar online los parámetros PID en los modos de operación "Automático" o "Manual", modifique los parámetros PID en la estructura CtrlParamsBackUp y aplique los cambios poniendo LoadBackUp = TRUE en la estructura Retain.CtrlParams. Los cambios online en los parámetros PID realizados en el modo de operación "Automático" pueden provocar saltos en el valor de salida.

PID_Temp es un regulador PIDT1 con Anti-Windup y ponderación de las acciones P y D.

El algoritmo PID funciona de acuerdo con la siguiente fórmula (zona de regulación y zona muerta desactivadas):

El gráfico siguiente muestra cómo entran los parámetros en el algoritmo PID.

Todos los parámetros PID son remanentes. Si introduce manualmente los parámetros PID, debe cargar PID_Temp por completo (Cargar objetos tecnológicos en el dispositivo).

Diagrama de bloques PID_Temp

El siguiente diagrama de bloques muestra cómo está integrado el algoritmo PID en PID_Temp.

Ganancia proporcional

El valor indica la ganancia proporcional del regulador. PID_Temp no funciona con una ganancia proporcional negativa y tan solo soporta el sentido de regulación normal, es decir, al aumentar el valor de salida PID (PidOutputSum) debe aumentar el valor real.

Tiempo de integración

El tiempo de integración determina el comportamiento temporal de la acción I. La desconexión de la acción I se realiza con el tiempo de integración = 0,0. Si el tiempo de integración se modifica online en el modo de operación "Automático" de un valor cualquiera a 0.0, la acción I actual se borra y se produce un salto del valor de salida.

Tiempo derivativo

El tiempo de la acción derivada determina el comportamiento temporal de la acción D. La desconexión de la acción D se realiza con el tiempo derivativo = 0,0.

Coeficiente para el retardo de la acción derivada

El efecto de la acción D se retrasa mediante el coeficiente de retardo de la acción derivada.

Retardo de la acción derivada = Tiempo derivativo x coeficiente de retardo de la acción derivada

• 0.0: la acción D solo surte efecto para un ciclo y, por ello, casi no es efectiva.

• 0.5: Este valor se ha acreditado en la práctica para sistemas regulados con una constante de tiempo dominante.

• > 1.0: Cuanto mayor sea el coeficiente, más se retrasará el efecto de la acción D.

Ponderación de la acción P

En el caso de que se modifique la consigna, es posible atenuar la acción P.

Se recomiendan valores comprendidos entre 0.0 y 1.0.

• 1.0: La acción P es totalmente efectiva al cambiar la consigna

• 0.0: La acción P no es efectiva al cambiar la consigna

Si se produce una modificación del valor real, la acción P es totalmente efectiva.

Ponderación de la acción D

En el caso de que se modifique la consigna, es posible atenuar la acción D.

Se recomiendan valores comprendidos entre 0.0 y 1.0.

• 1.0: La acción D es totalmente efectiva cuando se cambia la consigna.

• 0.0: la acción D no es efectiva cuando cambia la consigna.

Si se produce una modificación del valor real, la acción D es totalmente efectiva.

Tiempo de muestreo algoritmo PID

Dado que el sistema regulado necesita cierto tiempo para responder a un cambio del valor de salida, no es razonable calcular este valor en cada ciclo. El tiempo de muestreo "Algoritmo PID" es el tiempo que transcurre entre dos cálculos del valor de salida PID. Este se determina durante la optimización y se redondea a un múltiplo del tiempo de muestreo PID_Temp (tiempo de ciclo del OB de alarma cíclica). Todas las demás funciones de PID_Temp se ejecutan con cada llamada.

Si se utiliza OutputHeat_PWM o OutputCool_PWM, el tiempo de muestreo del algoritmo PID se utiliza como duración de período de la modulación de ancho de impulsos. La precisión de la señal de salida se determina mediante la relación entre el tiempo de muestreo del algoritmo PID y el tiempo de ciclo del OB. El tiempo de ciclo debe ser como máximo una décima parte del tiempo de muestreo del algoritmo PID.

El tiempo de muestreo del algoritmo PID que se utilice como duración de período de la modulación por ancho de impulso con OutputCool_PWM depende del método seleccionado en los "Ajustes básicos Salida" para calefacción/refrigeración:

• Si se utiliza el factor de enfriamiento, con OutputCool_PWM también se aplica el "Tiempo de muestreo del algoritmo PID para calefacción".

• Si se utiliza la conmutación de parámetros PID, el "Tiempo de muestreo del algoritmo PID para refrigeración" se aplica como duración de período para OutputCool_PWM.

En caso de utilizarse OutputHeat_PWM o OutputCool_PWM, si el tiempo de muestreo del algoritmo PID y, por tanto, la duración de período de la modulación de ancho de impulsos es muy larga, en los parámetros Config.Output.Heat.PwmPeriode o Config.Output.Cool.PwmPeriode se puede especificar una duración de período más corta con el fin de reducir las fluctuaciones del valor real.

Ancho de zona muerta

Si el valor real está perturbado, la componente de ruido también se verá reflejada en el valor de salida. Si la ganancia del regulador es elevada y la acción D está activada, el valor de salida puede variar en gran medida. Si el valor real se encuentra dentro de la zona muerta en torno a la consigna, el error de regulación se suprime para que el algoritmo PID no reaccione y las fluctuaciones innecesarias del valor de salida se reduzcan.

El ancho de zona muerta para la calefacción o la refrigeración no se ajusta automáticamente durante la optimización. El ancho de zona muerta correcto debe configurarse de forma manual. La desconexión de la zona muerta tiene lugar con un ancho de zona muerta = 0.0.

Si la zona muerta está conectada, es posible ajustar un error de regulación (desviación entre consigna y valor real) permanente. Esto puede tener un efecto negativo al realizar una optimización fina.

Si en los ajustes básicos está activada la refrigeración y en los ajustes de salida se ha seleccionado la conmutación de parámetros PID como método para calefacción/refrigeración, la zona muerta se encuentra entre "consigna - ancho de zona muerta (calefacción)" y "consigna + ancho de zona muerta (refrigeración)".

Si en los ajustes básicos está desactivada la refrigeración o bien se utiliza el factor de enfriamiento, la zona muerta se encuentra justo entre "consigna - ancho de zona muerta (calefacción)" y "consigna + ancho de zona muerta (calefacción)".

Si para la ponderación de la acción P o de la acción D se han configurado valores diferentes de 1.0, los cambios de la consigna también tendrán efecto sobre el valor de salida en la zona muerta.
Los cambios del valor real comprendidos dentro de la zona muerta no tienen efecto sobre el valor de salida, independientemente de la ponderación.

Zona muerta con factor de enfriamiento o refrigeración desactivados (izquierda) o con refrigeración activada y conmutación de parámetros PID (derecha). El eje x / horizontal muestra el error de regulación = consigna - valor real. El eje y / vertical muestra la señal de salida de la zona muerta que se transmite al algoritmo PID.

Ancho de zona de regulación

Si el valor real se sale de la zona de regulación que hay en torno a la consigna, se emite el valor de salida mínimo o máximo. De este modo el valor real alcanza más rápido la consigna.

Si el valor real está dentro de la zona de regulación que hay en torno a la consigna, se calcula el valor de salida del algoritmo PID.

El ancho de la zona de regulación para calefacción o refrigeración únicamente se ajusta automáticamente durante la optimización inicial si como estructura de regulador para calefacción o refrigeración se ha seleccionado "PID (temperatura)".

La desconexión de la zona de regulación tiene lugar con un ancho de zona de regulación = 3.402822e+38.

Si en los ajustes básicos está desactivada la refrigeración o bien se utiliza el factor de enfriamiento, la zona de regulación se encuentra justo entre "consigna - ancho de zona de regulación (calefacción)" y "consigna + ancho de zona de regulación (calefacción)".

Si en los ajustes básicos está activada la refrigeración y en los ajustes de salida se ha seleccionado la conmutación de parámetros PID como método para calefacción/refrigeración, la zona de regulación se encuentra entre "consigna - ancho de zona de regulación (calefacción)" y "consigna + ancho de zona de regulación (refrigeración)".

Zona de regulación con factor de enfriamiento o refrigeración desactivados.

Zona de regulación con refrigeración activada y conmutación de parámetros PID.

Regla para la optimización

En la lista desplegable "Estructura del regulador" seleccione si se van a calcular los parámetros PI o PID. Las reglas de optimización para calefacción y optimización para refrigeración pueden especificarse por separado.

• PID (temperatura)

  Se calcula durante la optimización inicial y la optimización fina del parámetro PID.

  La optimización inicial está diseñada para procesos de temperatura y provoca un comportamiento de regulación más lento y más bien asintótico, con menos sobreoscilaciones que con la opción "PID". La optimización fina es idéntica que con la opción "PID".

  El ancho de la zona de regulación se determina automáticamente durante la optimización inicial únicamente si se selecciona esta opción.

• PID

  Se calcula durante la optimización inicial y la optimización fina del parámetro PID.

• PI

  Se calcula durante la optimización inicial y la optimización fina del parámetro PI.

• Definido por el usuario

  Si se han ajustado diferentes estructuras del regulador para la optimización inicial y la optimización fina mediante un programa de usuario o la vista de parámetros, en la lista desplegable aparece "Definido por el usuario".