Estudio del ajuste de un PID para el control de un proceso industrial con atraso de transporte.

Abstract

El presente trabajo trata del estudio de los métodos Ziegler-Nichols e IMC, por sus siglas en inglés, para el ajuste de un controlador PID que realiza el control de nivel de un tanque industrial con problema de atraso de transporte, durante la carga. El tanque hace parte del proceso de desaireación de una caldera. Se hizo uso del modelo matemático del tanque basado en un trabajo anterior que utilizó datos experimentales para la determinación de la función de transferencia a lazo abierto. Fueron establecidos los requisitos de control con base en la respuesta del sistema controlado y sin atraso de transporte, es decir, el controlador PID debe ser ajustado de forma que las respuestas transitorias y en régimen permanente sean compatibles con las respuestas arrojadas por el sistema real controlado sin atraso de transporte y que fue objeto del trabajo anterior. Los estudios fueron basados en simulaciones y haciendo uso de aproximaciones matemáticas para modelar el atraso de transporte con vistas a facilitar el análisis lineal del sistema. Los resultados mostraron que el camino para la sintonización indicado por cada método es totalmente distinto. Se concluyó que el método de Ziegler-Nichols, pese a la ventaja de no requerir identificación de la planta real, no atiende a la mayoría de los requisitos de control. Por otro lado, el método IMC arrojó los mejores resultados tanto en el transitorio como en el régimen permanente. A pesar de que el método IMC arrojó los mejores resultados, ambos métodos no cumplen a rigor todos los requisitos de control y el diseño de controladores proporcionales-integrales-derivados (PID) utilizando el software Matlab / Simulink.