Debemos encargarnos
ahora de mostrar la programación del instrumento
encargado de realizar los diferentes procesos.
Pantalla presentación
del Vi PID
La figura 3 muestra la pantalla de este instrumento
dentro dentro de LabView. Esta pantalla de presentación
nos indica los elementos fundamentales que se necesitan
en un control PID, tales son: Set Point, Process
Value, P, I, D, límite superior y límite
inferior.
En nuestro desarrollo, el PID es
del tipo posicional, es decir, toma la suma de todos
los errores para poder realizar el cálculo
de su salida. En el caso de LabView se ha realizado
este algoritmo de la manera mostrada en la figura
4.
De dicha figura podemos describir
lo siguiente:
-
A. Variable
de Proceso: Esta es la variable que ingresa
al sistema, mediante el SubVI INPUT descrito
en ediciones anteriores.
-
B. Set Point:
Variable deseada del proceso, se encuentra en
formato de dos dígitos de precisión
y en punto flotante.
-
C. P, I,
D: Variables del controlador PID, P = Proporcional
(Kp), I = Integral (Ki) y D = Derivativa (Kd.).
-
D. Límite
Superior: Indica el máximo valor que
puede tomar la salida.
-
E. Límite
Inferior: Indica el mínimo valor que
puede tomar la salida.
-
F. Valor
de la salida: Valor resultante del proceso de
control PID.
Todos los valores necesarios para
el PID se realizan con la Estructura Secuencia para
poder realizarlo en varias partes haciendo uso de
sus diferentes propiedades y características.
-
- Obtención del diferencial
del tiempo.
Vea la pantalla de la figura 5. La diferencial
del tiempo en nuestro caso es de 40ms, este
valor se almacena en un registro de la secuencia
para ser usado más adelante. Además
este valor de tiempo es almacenado en un shift
register para su uso en la siguiente vuelta.
-
- Cálculo del error
El cálculo de error en el Vi PID se hace
mediante el proceso descrito en la pantalla
de la figura 6.
Como se sabe, el error es la diferencia entre
el Valor Deseado (Set Point, SP) y el Valor
del Proceso (Process Value, PV). Este valor
resultante se almacena en un registro de la
secuencia.
Este valor se almacena también en un
shift register para su uso posterior como error
anterior.
-
- Cálculo de la Componente
Proporcional
Vea en la figura 7 la pantalla que describe
el cálculo de la componente proporcional
en el VI PID. Este valor es resultante del producto
del error actuante y el valor de la constante
Proporcional. Este responde a la fórmula:
Este valor se almacena en un registro de la
secuencia para su uso posterior.
-
- Cálculo de la Componente
Derivativa
La figura 8 describe el cálculo de la
componente derivativa en el VI PID. Esta componente
es la resultante de la Constante Proporcional
y la diferencial del error en el tiempo, dicho
de otra manera, sería:
El valor se almacena en un registro de la secuencia
para su uso posterior.
-
- Cálculo de la Componente
Integral y del Escalamiento de la Salida
Vea la figura 9. Se calcula la componente integral
multiplicando la diferencial del tiempo (dt)
por el error actuante y por la Constante de
Integración (Ki), luego se le adiciona
la suma de los errores y las componentes P y
D realizadas anteriormente.
Este valor resultante se compara con el valor
máximo y el valor mínimo, para
que el valor resultante no exceda del valor
máximo y no sea menor que el valor mínimo.
En la próxima edición
seguiremos definiendo los instrumentos virtuales
que son parte del programa en Lab View que controla
al autómata que utilizamos como ejemplo para
desarrollar este curso. Si Ud. quiere obtener todas
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