Desarrollo de ecuaciones robustas de sintonización de controladores PID trabajando en cascada para procesos industriales autorregulados

Abstract

La implementación de una arquitectura en cascada es una estrategia de control muy usada en procesos químicos y térmicos para prevenir la propagación de perturbaciones intermedias a lo largo del lazo de control. Esta técnica mide una variable intermedia, más rápida que la variable de proceso, con el fin de cuantificar el efecto de un cambio debido a la variación en dicha perturbación. Lo anterior conduce a la implementación de un lazo interno de control, asistido por un controlador denotado como interno o esclavo. Se han desarrollado una gran cantidad de métodos de sintonización para el controlador interno, como lo son: Sintonización de tasa de decremento de un cuarto, el método de síntesis de Dahlin, el método de sintonización Lambda, los cuales se basan en el modelo de identificación de proceso de Primer Orden mas Tiempo Muerto (FOPDT). Sin embargo, para el controlador externo o maestro no existen muchos conjuntos de ecuaciones de sintonización desarrollados. Entre los que se tienen actualmente se encuentran: el de Vanesa Austin [1986] y Sanjuán [1999]. Estos trabajan para identificaciones de proceso con el modelo de primer orden más tiempo muerto. Además, las relaciones dinámicas de parámetros de proceso que manejan las ecuaciones de sintonización actuales trabajan en rangos estrechos. En esta monografía se plantea un conjunto de ecuaciones de sintonización para el controlador externo utilizando arquitecturas PI-P, PI-PI, PID-P y PID-PI en cascada. También se presentan los resultados de la evaluación a comparativa desarrollada para estas ecuaciones, con el fin de medir su rendimiento con respecto a los métodos de sintonización existentes para esta aplicación.