Malha de Controle PID: saiba o que é e quais são seus principais benefícios

O Controle PID, sigla para Proporcional, Integral e Derivativo, é um algoritmo de controle clássico amplamente utilizado na automação industrial para regular variáveis como temperatura, pressão, nível e vazão.

A busca pelo desempenho otimizado e pela estabilidade nos processos fazem cada vez mais parte do ambiente industrial. Nesse cenário, o Controle de Malhas PID é amplamente utilizado para garantir uma resposta precisa e estável dos sistemas de controle nos mais diversos processos produtivos.

Neste artigo, vamos te contar o que é o Controle PID e as principais vantagens que ele traz para o ambiente industrial. Continue a leitura!

O que é Controle PID?

O Controle PID, sigla para Proporcional, Integral e Derivativo, é um algoritmo de controle clássico amplamente utilizado na automação industrial para regular variáveis como temperatura, pressão, nível e vazão. Sua função é ajustar automaticamente a saída de um sistema de controle com base no erro entre o valor desejado e o valor real da variável controlada.

Esse método combina três componentes: o controle proporcional, que ajusta a saída de acordo com a magnitude do erro; o controle integral, que acumula o erro ao longo do tempo; e o controle derivativo, que leva em consideração a taxa de variação do erro. Essa combinação permite uma resposta precisa e estável do sistema de controle.

Vantagens do Controle PID para a Indústria

Além de sua eficiência, o Controle PID oferece uma série de vantagens que o tornam uma escolha popular no ambiente industrial. Vamos explorá-las agora:

1. Versatilidade

Uma das principais vantagens do Controle PID é sua versatilidade. Ele pode ser aplicado em uma ampla variedade de sistemas de controle, desde processos simples até os mais complexos, como tratamento térmico em fornos, geração de vapor em caldeiras e tratamento de efluentes em tanques.

2. Desempenho rápido

Outra vantagem do Controle PID é sua capacidade de responder de forma ágil a mudanças nas variáveis do sistema, ajustando a saída de acordo com o erro detectado. Isso permite um controle preciso e eficiente, evitando oscilações indesejadas e garantindo a estabilidade do processo.

3. Estabilidade

A estabilidade é uma característica fundamental em sistemas de controle. O método é projetado para fornecer uma resposta estável, evitando oscilações indesejadas e mantendo as variáveis do processo dentro dos limites estabelecidos. Com sua capacidade de ajuste contínuo, o controle PID consegue manter a estabilidade mesmo diante de perturbações e variações no sistema.

4. Implementação simples

Além de suas vantagens de desempenho, o Controle PID também se destaca por sua implementação simples. Ele pode ser facilmente instalado em controladores digitais e microprocessadores, tornando sua adoção prática e acessível para a indústria. Com isso, é possível obter os benefícios do Controle PID em diferentes contextos, sem a necessidade de investimentos complexos em infraestrutura.

Sintonia das Malhas de Controle PID

Mas afinal, o que é sintonizar as Malhas de Controle PID? É ajustar os ganhos proporcional, integral e derivativo para otimizar o desempenho do sistema. Tarefa que pode ser realizada de forma manual, automática ou otimizada com Inteligência Artificial.

Cada um desses métodos possui suas particularidades, mas todos têm como objetivo encontrar os valores ótimos para os parâmetros do PID, levando em consideração a resposta desejada do sistema. A grande diferença, na verdade, está nos graus de eficiência das abordagens.

A sintonia manual depende, em grande parte, da experiência e conhecimento do engenheiro responsável pelo processo, o que pode levar a resultados inconsistentes e subjetivos. Além disso, essa tarefa extremamente complexa só é eficiente em processos estáveis e sem ruído.

Por outro lado, quando as malhas são sintonizadas automaticamente, ainda há desafios importantes e os dados comprovam isso. 30% das válvulas automáticas aumentam a variabilidade dos processos sem trazer bons resultados de otimização; 75% das válvulas automáticas instaladas não otimizam processos industriais e 77% das válvulas com configuração inadequada possuem ajuste dos parâmetros abaixo do ideal.

Diante dessas informações, fica fácil perceber que, embora seja difícil otimizar as malhas PID, as consequências de não otimizar são ainda piores. Ao inserir a Inteligência Artificial nesse processo, com algoritmos que ajustam e mantém as variáveis dentro dos parâmetros desejados, a indústria deixa de lado a falta de visibilidade sobre o diagnóstico da operação atual e reduz os gastos com matéria-prima, que crescem quando a malha está mal configurada.

Como otimizar as Malhas de Controle PID?

O B-Wise PID, que é um otimizador de malhas com Inteligência Artificial desenvolvido pela BirminD, é capaz de entregar indicadores técnicos que apontam o quão adequado está o controle do processo e realizar a autossintonia assistida de forma não invasiva com suporte a diversos tipos de controladores, como pressão, vazão, pH etc.

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