Controle pid

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AUTOMAÇÃO

Juliano Matias

Como controlar, por exemplo, a velocidade de um motor para que em regime de operação
ele forneça sempre uma determinada rotação, independentemente da carga a ele acoplado?
Ou, como podemos garantir que em um processo a temperatura de um material esteja independente de fatores externos a 250ºC ? Vamos abordar, neste artigo, um tema amplamente
utilizado em todas asáreas onde precisamos de um controle realmente preciso de uma determinada grandeza física, o controle PID.
Existem basicamente dois tipos de natureza de
controle: os auto-operados e os operados por alguma
energia externa.
Entre os auto-operados podemos citar o mais conhecido entre eles, o controle de nível por bóia, esse
que existe em qualquer
caixa d’ água de nossas
residências ( figura 1).
Seu princípio de funcionamento é muito simples: quando o nível do

reservatório está baixo a bóia não está acionada, fazendo com isso que o fluxo de água passe pela tubulação. Então, o nível de água vai subindo até que
esta aciona a bóia cortando o fluxo de água. Eis uma
forma clássica de controle de nível empregada desde a antigüidade até os dias de hoje.
Já os controladores baseados emenergia externa podem ser dos tipos:
• Controlador pneumático;
• Controlador hidráulico;
• Controlador elétrico ou eletrônico.

Figura 1 - Controle de nível por bóia.

Resumindo o funcionamento deles, temos que
uma grandeza precisa ser controlada (temperatura,
nível, pressão, vazão, pH, velocidade, posição,...).
Para manter essa grandeza sob controle precisamos
de algumas informações:MECATRÔNICA ATUAL Nº 3 - ABRIL/2002

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Figura 2 - Comparação entre o SP (valor desejado) e o PV (valor do processo).

o valor de correção na saída
do controlador para que o valor do processo (PV) se aproxime do valor desejado (SP),
conforme ilustra a figura 2.
Existem alguns algoritmos de controle que veremos
com maiores detalhes, os
quais podem operar individualmenteou trabalhar em conjunto, conforme a precisão
esperada do controle e também conforme o processo:
• Controle ON-OFF;
• Controle com ação proporcional (P);
• Controle com ação integral (I);
• Controle com ação derivativa (D).
CONTROLE ON-OFF

É também conhecido com
o o controle de “duas posições”, ou controle “liga e desliga”. O sinal de saída tem
Figura 3 - Controlador ON-OFF.
apenasduas posições que
vão de um extremo ao outro,
podendo ser: válvula aberta
ou válvula fechada, resistência ligada ou resistência desligada, compressor ligado ou
compressor desligado. Analisemos pela f igura 3 u m
controlador ON-OFF. Neste
exemplo temos um ambiente
com temperatura controlada:
o valor desejado de temperatura é dado pelo SP, o valor
atual de temperatura (PV) é
medido por umsensor de temperatura (por exemplo, um
termopar), a função do controlador é a de chavear a resistência tendo como parâmetro
o valor de temperatura forneFigura 4 - Detalhamento do chaveamento de R pelo controlador ON-OFF.
cido pelo sensor de modo que
mantenha a temperatura no
valor determinado pelo SP dentro do ambiente. Veja• Valor desejado – Set-Point (SP);
mos agora, na figura 4, que noinstante 1 a tempera• Valor real ou valor do processo (PV);
tura tende a ficar abaixo do SP, nesse instante a re• Algoritmo de controle.
sistência R é ligada através do relé K1 com a função
Com base nessas informações, o controlador comde elevar a temperatura até o valor do SP, porém,
para o valor desejado (SP) com o valor do processo
devido à característica do processo a temperatura
(PV) edetermina, com base no algoritmo de controle,

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continua em queda durante
algum tempo, antes de manifestar tendência ascendente.
O uso do controle ONOFF é ideal em aplicações
onde a variável a ser controlada possui um tempo de resposta lento. Alguns exemplos
de controle ON-OFF:
• Estufas;
• Ar-condicionado;
• Ferro de passar roupa;
•...
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