Tool2Tune - PID
T2T-PID es un potente simulador que le permitirá modelizar el comportamiento de sus procesos así como visualizar y evaluar las consecuencias derivadas de un cambio en los parámetros del lazo PID.
Para garantizar un buen funcionamiento, la caracterización del proceso deberá ser parametrada adecuadamente en el simulador. Puede que usted conozca las características de su proceso o si no, en el caso contrario, usted mismo podrá estimarlas utilizando un fichero de datos reales (empíricamente, mediante mediciones de su proceso) de tipo CSV (versión completa). Un asistente gráfico le ayudara en esta fase de caracterización de su sistema.
A continuación accederá al entorno PID, donde usted podrá probar, observar y evaluar las diferentes configuraciones de los distintos parámetros del lazo PID. Una selección de opciones avanzadas (por ejemplo, interferencias y filtrado) así como diferentes tipos de lazos PID le permitirán de simular sus procesos de forma realista.
Los parámetros que definen un proceso estable son: la ganancia, el retardo (de la acción sobre la variable controlada) y el tiempo de respuesta. Usted podrá introducir directamente los valores de su proceso o determinarlos visualmente, utilizando para ello los gráficos disponibles: que ganancia se obtiene sobre la medida para una determinada variación en el actuador…
Para un sistema integrador se procede de manera similar. Además del retardo (implícito), hay que precisar la ganancia. Del mismo modo que para un proceso estable, usted podrá definirlo gráficamente al fijar la ganancia sobre la variable de entrada para un tiempo determinado como consecuencia de una variación dada de la acción del actuador.
En ambos casos, usted podrá indicar la frecuencia (versión completa) y el periodo de muestreo (punto final) para definir la zona de simulación.
Es posible importar datos empíricos industriales a partir de archivos formato CSV en T2T-PID. Esto permite cruzar los valores estimados de los parámetros del proceso con los deducidos del comportamiento real. Usted puede intentar aproximar al máximo la gráfica del proceso simulado con la curva de representación de los datos reales del archivo.
Para poder utilizar esta función, el archivo de datos debe contener como mínimo, los datos correspondientes a la variable manipulada y la controlada (el valor de la consigna es opcional). La frecuencia de muestreo debe ser fija.
Por otra parte, el archivo debe indicar:
De este modo, usted podrá abrir archivos adjuntos o acceder a enlaces a partir de Safari con T2T-PID. Le ofrecemos gratuitamente una gama de archivos de ejemplos en esta dirección http://www.t2t-pid.com/pid
Le aconsejamos comenzar por la definición del proceso: haga una copia de uno de sus procesos o utilice uno de los dos tipos de procesos-prueba que le proporcionamos.
El objetivo de estos dos procesos-prueba es de servir de modelo inicial. Por ello, no es posible cambiar sus títulos ni de modificar los reglajes PID y demás. Haga una copia y dele un título de su conveniencia. No se preocupe si piensa que puede suprimirlos por error ya que reaparecerán en la lista inmediata y automáticamente.
Es posible proseguir su trabajo con una nueva copia del proyecto gracias al icono « copia », en la parte derecha de la barra-título. A continuación, usted podrá darle un nuevo nombre o anular la acción.
Un juego de parámetros PID permanecerá siempre guardado bajo su proceso. Se puede considerar que el modelo del proceso es la base de todos los ajustes. Cuando un proceso ha sido definido a partir de un archivo CSV, todas las copias se harán a partir de los datos del CSV. En cambio, cada una de las copias de trabajo será independiente.
Así pues, tenga en cuenta que una copia no tendrá enlaces en relación con el objeto inicial: una copia de un proceso empezara sin valores de sintonía del PID aunque el archivo inicial los tuviese.
Tanto en las listas principales como en las listas intermedias entre dos pantallas, usted podrá borrar elementos en todo momento. Para ello, únicamente deberá de arrastrarlos hacia la derecha y confirmar su elección. A veces, la supresión de algunos elementos conllevara el borrado de otros. Por ejemplo, el borrado de un modelo de proceso suprimirá sus valores de sintonía de PID. Para los casos en los que el borrado « en cadena » conlleve la supresión de dos o más elementos dependientes, una advertencia adicional aparecerá en pantalla.
Cuando usted abra un elemento, un botón sobre la barra de título le permitirá encadenar de forma lógica las siguientes acciones: después de la selección del CSV vendrá la definición del proceso y una vez el proceso definido, procederá a la sintonía del lazo PID. En el caso en el que varios elementos estén disponibles en una etapa, una lista de acciones intermedias le será propuesta en cada caso.
La marcha atrás (retroceso) está adaptada a cada situación. De este modo, si usted retrocede a partir de una sintonía PID, llegara al proceso. Y si continua retrocediendo desde el proceso, usted llegara al archivo CSV (si ha utilizado uno).
Este modo de navegación flexible le permite, por ejemplo, elegir unos valores de sintonía del PID en la lista principal y después volver directamente al proceso para modificarlo o para ver otros reglajes del PID.
Hay algunos elementos de interfaz que son comunes a varias pantallas. Los presentamos a continuación.
La parte superior de las pantallas corresponde a las visualizaciones de las acciones sobre el actuador y la parte inferior muestra las variables controladas y la consigna. Una flecha en la parte derecha le permitirá distribuir el espacio de cada una de estas zonas. Usted tendrá únicamente que deslizar esta flecha.
Tenga en cuenta que si una de las zonas se hace demasiado pequeña como para ser visualizada, desaparecerá por completo. Llegado este punto, usted puede invertir las zonas tocando la flecha (esta última perspectiva esta impuesta para el uso sobre iPhone en posición horizontal).
La gran ventaja que marca la diferencia de T2T-PID es su facilidad de manejo y ergonomía de su interfaz táctil. Toque las líneas, desplácelas y vea como los valores y las curvas cambian. Existen limitaciones automáticas que impedirán la selección de valores incoherentes (por ejemplo, situar el final antes que el principio, un máximo inferior a un mínimo, etc…)
Esta ventana es al mismo tiempo un teclado y un cursor. Usted podrá cambiar el modo golpeando dos veces sobre el título.
Si usted introduce valores máximos y mínimos, quedaran visualizados e impuestos.
A menudo es necesario desplazar la pantalla para observar mejor el desarrollo de las acciones realizadas. ¡Es posible hacerlo simplemente cogiendo el titulo correspondiente y desplazándolo donde usted elija!
En modo cursor, los botones <, >, << y >> le permitirán modificar los valores con pequeñas variaciones (correspondientes a la precisión del valor) o bien con variaciones más importantes (10 veces esta precisión). Manteniendo el dedo sobre el botón, las variaciones se repiten.
Los valores min, incremento y máx. del cursor aparecen en la parte inferior. Usted puede modificarlos manteniéndolos pulsados un momento. Guarde sus preferencias para un caso concreto, elíjalas por defecto para todos los cursores del mismo tipo o restaure los valores por defecto iniciales. Tenga en cuenta que las restricciones en los valores límite seguirán siendo efectivas, independientemente de su elección.
En modo numérico, usted dispondrá de un teclado. Utilice las flechas y la tecla <X (backspace) para situarse.
Truco : si toca dos veces sobre la tecla del punto decimal, el cursor se situara justo después del punto decimal.
La tecla ‘C’ borra el valor.
Truco : si ha impuesto un valor mínimo, un toque doble sobre la tecla ‘C’ cambiara el valor actual a su valor mínimo.
Truco : para cerrar la herramienta, usted puede utilizar como de costumbre, la pequeña cruz roja, pero también puede cerrarla tocando en cualquier parte fuera del interfaz de la herramienta.
Truco : cada vez que seleccione un elemento, este se situara en primer plano. Esta acción le permite acceder a valores ocultos tras otros.
Truco : cuando dos curvas se superponen en algún punto, una o la otra serán seleccionadas alternativamente. Si sus valores son bastante próximos pero no idénticos, usted seleccionar el valor deseado tocando la curva correspondiente.
En el espacio CSV, usted podrá preparar los datos del fichero CSV que serán utilizados para la definición del sistema. Toque las etiquetas: acción, variable controlada o consigna para seleccionar en un menú la columna correspondiente de su fichero. La gráfica para la consigna no es obligatoria y puede quedar vacía.
A continuación, deberá indicar si se trata de un proceso estable o integrador. Seleccione la opción deseada tocando sobre « proceso: desconocido ».
Únicamente después de haber efectuado estas elecciones, el icono “proceso” se volverá activo, a la derecha de la barra de título.
Nota : La frecuencia de muestreo del archivo únicamente aparece a título indicativo.
Nota : Aunque es posible corregir el tipo de proceso, ello puede perturbar los procesos asociados anteriormente. Una advertencia aparecerá cuando usted acceda a los procesos modificados de este modo.
Es posible realizar una copia del elemento CSV. Esto puede serle útil, por ejemplo, para trabajar un archivo que contenga datos para múltiples variables que permitan definir diferentes procesos. O también en el caso de que el proceso se comporte de manera diferente en el tiempo y usted quiera analizar esos comportamientos cada uno por separado. (versión completa)
En ambos casos, usted podrá seleccionar una variación en la acción aplicada por el actuador, la variación de la variable controlada así como el retardo del proceso.
Para un proceso estable, usted podrá elegir, en la parte alta de la pantalla, el orden de la modelización numérica. Por defecto, el orden es igual a 2. (versión completa)
Para conocer el proceso estable, también hay que especificar el tiempo de respuesta, es decir, le tiempo que trascurre hasta que la variable controlada se acerca al valor final deseado.
Si usted decide modificar directamente el valor de la ganancia, que se muestra abajo a la izquierda, el valor de la acción final sobre el actuador se verá modificado automáticamente.
Nota : si utiliza un archivo, usted no podrá visualizar un horizonte más amplio que el correspondiente al intervalo definido en su archivo.
La simulación se realiza del siguiente modo:
A continuación usted podrá modificar los parámetros P, I y D del regulador para observar sus efectos sobre distintas simulaciones de la variable controlada y el actuador.
Cuando el proceso simulado se estabilice, es decir, en el momento en el que la variable controlada permanezca en una zona de +/-5% de la consigna deseada, una línea verde le indicara el tiempo de respuesta (y entre paréntesis, se le proporcionara, a título informativo, el número de oscilaciones antes de ese tiempo, si es que las hay).
Toda la destreza en regulación queda reflejada en la selección de los parámetros P, I y D que permiten de reducir el tiempo de respuesta al tiempo que hacen que el sistema se comporte de manera razonable. Durante sus pruebas, es posible que necesite modificar el horizonte para poder observar mejor las situaciones.
Es posible de limitar el regulador imponiendo valores máximo y mínimo sobre la acción del actuador.
Un parámetro de ruido, acompañado de un parámetro de filtro, le permitirán apreciar el impacto del ruido sobre la variable controlada y en consecuencia, sobre la acción calculada por su regulador. Una función de filtro ajustable le permitirá abstraerse de los efectos negativos del ruido sobre la señal de medida. En este punto, usted deberá modificar los parámetros del regulador PID para encontrar una nueva sintonía óptima (versión completa).
Usted también podrá elegir la estructura de regulador que se corresponda con el suyo:
Solamente algunas estructuras de PID le son propuestas en T2T-PID Lite.
Las unidades por defecto son unidades absolutas denominadas “engineering units”. Si el regulador calcula la diferencia en porcentaje de escala de la variable controlada, es posible definir la escala definiendo el mínimo y el máximo (versión completa).
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