São funções utilizadas em controles, tornando-os mais precisos, rápidos e confiáveis.
Os cálculos e ajustes desses parâmetros é complexo e geralmente faz com que o operador/usuário sinta dificuldade em proceder manualmente os algoritmos PID no controle.
Mas os microcontroladores e processadores mais atuais contam com função “AUTO-TUNE”, que calcula automaticamente os valores mais adequados que cada aplicação precisa.
Portanto, sempre que houver a função auto-tune, faça uso dela.
Nas descrições abaixo de cada parte estão voltadas ao controle de temperatura. Mas o conceito é o mesmo para demais controles.
Banda proporcional
Prioriza a estabilização da temperatura.
A banda proporcional pode ser alterada pelo “AUTO-TUNE” (é o mais recomendado), pela ação integral ou manualmente por operadores muito experientes. É expressa em graus. Determina a região na qual o controle aplica potências de saída intermediárias entre 0% à 100%, proporcionais ao erro de temperatura lido pelo instrumento. A banda proporcional pode ou não ter como ponto central a pré-seleção do controle (SV), dependendo do comportamento do processo.
A banda proporcional deve ser ajustada para obter a melhor resposta em termos de distúrbios no processo, com o mínimo de sobre-temperatura possível. Baixos valores de banda proporcional (alto ganho) resultam numa rápida resposta do instrumento aos distúrbios do processo, sob risco de comprometer a estabilidade (temperatura oscilando continuamente em torno da pré-seleção do controle) ou aumento da sobre-temperatura. Altos valores de banda proporcional (baixo ganho) resultam numa resposta lenta do instrumento aos distúrbios do processo, ocasionando grandes demoras para abaixar a temperatura. O ajuste da banda proporcional = 0 força o controle ser do modo ON-OFF, com a característica de oscilações em torno da pré-seleção do controle.
Tempo de integral
Prioriza a precisão do controle da temperatura.
O tempo de integral pode ser alterado pelo “AUTO-TUNE” (é o mais recomendado) ou manualmente por operadores muito experientes. É definido como um tempo em segundos, no qual a saída sofre ação integral durante a ação proporcional com um erro constante do processo. Tão longo como a constante de erro existente, a ação integral repete a ação proporcional durante todo o tempo de integral. A ação integral muda o ponto central da banda proporcional visando eliminar erros constantes no processo. A ação integral (também conhecida como reset automático do erro de controle) altera indiretamente a potência de saída com o intuito de ajudar a trazer a temperatura do sensor para a pré-seleção do controle. O tempo de integral muito curto poderá não permitir que o processo apresente as devidas mudanças para a potência fornecida. Isto causará sobre-compensação, ocasionando excessivas sobre-temperaturas. O tempo de integral muito grande causa uma resposta lenta para os erros constantes do processo. O ajuste em “zero” desabilitará a ação integral.
Nota: o instrumento possui internamente a função “anti-reset wind-up”, a qual impede que a ação integral atue quando a temperatura do sensor estiver fora da banda proporcional, minimizando assim sobre-temperaturas causadas pela ação integral.
Tempo de derivada
Prioriza a rapidez na estabilização da temperatura
O tempo de derivada pode ser alterado pelo “AUTO-TUNE” (é o mais recomendado) ou manualmente por operadores muito experientes.
É definido como um tempo em segundos, no qual a saída sofre ação proporcional durante a ação derivada com uma taxa de erro do processo. Tão longa como a taxa de erro existente, a ação derivada é “repetida” pela ação proporcional durante todo o tempo de derivada. A ação derivada é usada para reduzir o tempo de resposta do processo e ajudar na estabilização mais rápida da temperatura, permitindo uma potência de saída baseada na taxa real de mudança da temperatura do processo. De fato, a ação derivada procura antecipar a necessária alteração da potência de saída, de acordo com mudanças de temperatura no processo que “estão prestes a acontecer”. O aumento do tempo de derivada ajuda a estabilizar o efeito, porém tempos muito longos em processos com mudanças muito bruscas podem acarretar em flutuações muito grandes na saída do controle, tornando-o pouco eficiente. O tempo de derivada muito curto normalmente resulta em diminuição da estabilidade do processo com grandes sobre-temperaturas. Quando a ação derivada é desabilitada (ajustada em “zero”), para suprir a ausência da mesma, normalmente o instrumento exige o ajuste de uma maior banda proporcional e um menor tempo de integral, o que resultará num maior tempo para estabilizar a temperatura do processo, ou seja, a presença da ação derivada acelera a rapidez de estabilização da temperatura.
Texto referência: Manual controlador MC2438 Metaltex.