¿Qué es el control proporcional?

El control proporcional es una herramienta fundamental en el ámbito de la automatización y el control de sistemas. A través de la relación directa entre entrada y salida, este método permite regular de forma precisa variables como temperatura, presión o nivel. Descubre en este artículo todo lo que necesitas saber sobre el control proporcional y cómo puede mejorar tu eficiencia y productividad. ¡No te lo pierdas!

El control proporcional es una tecnología de control de procesos que responde en proporción a la diferencia entre el valor del punto de ajuste (SP) y el valor actual de la variable de proceso (PV). En el control proporcional, el valor del punto de ajuste se monitorea continuamente con el valor de proceso actual y la diferencia entre estos dos valores genera una señal de error e

El controlador proporcional o comúnmente llamado controlador P da la salida que es proporcional a la señal de error. La señal de error es la diferencia entre el punto de ajuste y el valor de proceso actual.


El controlador proporcional compara el punto de referencia con el valor real o el valor del proceso de realimentación y genera una señal de error. El error resultante se multiplica con un factor de multiplicación para obtener la salida. El factor de multiplicación se denomina factor de ganancia proporcional (KPAG)del controlador proporcional.

Si el valor del error es cero, entonces la salida del controlador es cero. Cuanto mayor sea el valor del factor de ganancia proporcional KPAG), más rápida es la respuesta del sistema de control. Cuanto menor sea el valor del factor de ganancia proporcional, más lenta será la respuesta del sistema de control.


Todos queremos un sistema rápido para mantener nuestro sistema de control. Pero el único problema al que nos enfrentamos al aumentar la factor de ganancia proporcional (KPAG) es que el sobreimpulsos y subimpulsos en el sistema aumenta. Además, al disminuir el factor de ganancia proporcional (KPAG), la salida del sistema de control se vuelve lenta, lo que no es aceptable para muchos sistemas.

Funcionamiento del Control Proporcional

El diagrama de bloques del controlador proporcional se muestra a continuación.

¿Qué es el control proporcional?

Matemáticamente, el controlador proporcional se define por:

¿Qué es el control proporcional?

Donde y

La polarización es un término constante que se agrega a la salida del controlador proporcional. La razón para usar el valor Bias es muy simple. Como se discutió, la salida del controlador proporcional es proporcional a la señal de error.

Suponga que estamos controlando el nivel de un tanque mediante el control de una válvula de control. La entrada para la apertura de la válvula de control se proporciona usando un controlador proporcional, es decir, el error calculado usando el punto de ajuste del nivel del tanque y el nivel real del tanque.

Suponga que el punto de ajuste del nivel del tanque es 50%. La válvula continúa estrangulándose hasta que hace que el nivel del tanque sea del 50 %. Ahora, en este momento, el error será 0. Por lo tanto, la salida del controlador proporcional también será 0. De nuevo, el nivel del tanque se alterará (aumentará o disminuirá según el diseño del sistema). Por lo tanto, por esta razón usamos un sesgo. Entonces, cuando la señal de error va a 0, en ese momento este Bias estará dando algún comando al controlador proporcional.

Una cosa importante a tener en cuenta aquí es que el controlador proporcional se comporta como un controlador de encendido y apagado cuando el factor de ganancia proporcional (KPAG) el valor está establecido en demasiado alto.

El controlador proporcional es adecuado en las siguientes condiciones.

  1. No debería haber una gran diferencia entre el punto de ajuste y la retroalimentación o el valor de la variable de proceso.
  2. La desviación no debe ser abrupta.

Función de transferencia del controlador proporcional

El controlador proporcional produce una salida, que es proporcional a la señal de error.
y

Aplicando la transformada de Laplace en ambos lados, obtenemos

Y(s) = KPE(s)
Y(s)/E(s) =KP

¿Qué es el control proporcional?

Por lo tanto, la función de transferencia del controlador proporcional es KP.
Dónde,
Y(s) es la transformada de Laplace de la señal de actuación y

El diagrama de bloques del sistema de control de circuito cerrado de retroalimentación negativa unitaria a lo largo de
con el controlador proporcional se muestra en la siguiente figura.

¿Qué es el control proporcional?

Ventajas del controlador proporcional

Las siguientes son las ventajas del controlador proporcional.

  1. El controlador proporcional reduce el error de estado estable cuando la diferencia entre el punto de referencia y la variable del proceso disminuye. Por lo tanto, mejora la estabilidad del sistema.
  2. Es posible mejorar la respuesta lenta del sistema sobreamortiguado.

Desventajas del controlador proporcional

Las siguientes son las ventajas del controlador proporcional.

  1. El controlador proporcional produce un error de estado estable. El término especial usado para esto es el compensar. Esto significa que después de un tiempo habrá un error constante entre la señal de entrada y la señal de salida. El controlador proporcional no puede eliminar este error.
  2. Los controladores proporcionales también provocan sobreimpulsos y subimpulsos en el sistema.

Banda Proporcional de Control Proporcional

La banda proporcional muestra el cambio de rango porcentual en la señal de entrada que provoca un cambio del cien por cien en la señal de salida.

Por ejemplo, si el cambio en la salida es del 100 % con un cambio de rango de la señal de entrada del 100 %, entonces la banda proporcional es del 100 %. Si el cambio de rango del 40 % en la señal de entrada causa un cambio del 100 % en la salida, entonces la banda proporcional es del 50 %. Ahora, podemos establecer la relación entre banda proporcional y ganancia. La relación de cambio en la salida a la entrada se llama ganancia.

¿Qué es el control proporcional?

De la expresión anterior, está claro que si la salida es igual a la entrada, entonces la ganancia es del 100%. Así, PB es el recíproco de la ganancia, expresado en porcentaje.

¿Qué es el control proporcional?

¿Cuál es la ganancia de un controlador para PB a) 60%, b) 150%

Ganancia del controlador cuando PB es 60 %

¿Qué es el control proporcional?

Ganancia del controlador cuando PB es 150 %

¿Qué es el control proporcional?

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