¿Qué es el controlador PID?

¡Descubre el secreto detrás del funcionamiento de muchos sistemas automatizados! En este artículo te explicaremos de manera sencilla y clara qué es el controlador PID, esa misteriosa herramienta que permite que todo funcione a la perfección. Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo del control de procesos y descubrir cómo el controlador PID se convierte en el mejor aliado de la automatización. ¿Estás listo para desvelar sus secretos? ¡Sigue leyendo!

En este artículo, discutiremos el controlador PID y su funcionamiento. Los controladores PID se utilizan para controlar el proceso en un circuito cerrado para controles precisos. Un controlador PID bien ajustado aumenta la producción y la calidad del producto.

PID es la abreviatura de Proporcional (P), Integral (I) y Derivado (D). Podemos formar los diferentes tipos de controladores usando control proporcional, control integral y control de derivación al combinar características de los controladores individuales.


Básicamente, Proporcional, Integral y Derivativo son un tipo de controladores diferentes que tienen sus propias propiedades únicas. Pero debido a algunas u otras limitaciones, Proporcional, Integral y Derivado no se usan solos. Aunque los tres se pueden usar individualmente, la combinación de ellos se usa para obtener la mejor respuesta del sistema. los usamos en combinación, como PI, PD y PID.

El controlador PID se usa en un sistema de circuito cerrado para obtener la salida deseada para una entrada dada al sistema. El controlador PID genera una salida tal que el error es casi cero. La respuesta del sistema también es muy estable siempre que la sintonía del controlador PID sea buena.


En primer lugar, dividamos el controlador PID en tres partes. Las tres partes son el controlador proporcional, el controlador integral y el controlador derivado.

Controlador proporcional

Un controlador proporcional o comúnmente llamado controlador P da la salida que es proporcional a la entrada al controlador. Un factor de multiplicación se multiplica por la entrada dada al controlador proporcional. El factor de multiplicación se denomina factor de ganancia proporcional (KPAG)del controlador proporcional.

Cuanto mayor sea el valor del factor de ganancia proporcional, más rápida será la respuesta del sistema de control. Por otro lado, el menor valor del factor de ganancia proporcional conduce a una respuesta más lenta del sistema de control.

El sistema de control debe ser lo más rápido posible para tener un control más estricto del proceso. Pero el único problema que enfrentamos al aumentar el factor de ganancia proporcional (KPAG) es que aumentan los sobreimpulsos y los subimpulsos en el sistema. 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.

Matemáticamente, un controlador proporcional se define por:

¿Qué es el controlador PID?

Aquí, la señal Bias es un término constante que agregamos a la salida del controlador proporcional.

La razón para usar Bias es muy simple. Como se discutió, la salida del controlador proporcional es proporcional a la entrada del controlador proporcional. Supongamos que necesitamos controlar el nivel de un tanque controlando una válvula de control mediante un controlador proporcional. El controlador proporcional emite un comando a la válvula de control según la señal de error. La señal de error es la diferencia entre el valor del punto de referencia y el valor real.

Suponga que el punto de ajuste del nivel del tanque es 70%. La válvula de control recibe una orden del controlador y se cierra hasta que el tanque alcanza un nivel del 70 %. El error es cero cuando el nivel real del tanque es igual al punto de ajuste. Por lo tanto, en esta condición, la salida del controlador proporcional se vuelve cero.

Ahora, si nuevamente el nivel del tanque aumenta o disminuye, el controlador proporcional no le dará una orden a la válvula de control para mantener el nivel. Para mitigar este problema utilizamos un sesgo. Entonces, cuando la entrada del controlador proporcional va a 0, en ese momento este Bias le dará algún comando al controlador proporcional.

El controlador proporcional funciona como un controlador On-Off cuando el valor del factor de ganancia proporcional (KPAG) el valor es muy alto.

Una desventaja más del controlador proporcional es que este controlador produce un error de estado estable. El desplazamiento es un término especial que se usa para esto. En otras palabras, podemos decir que el controlador proporcional provoca un error constante entre la señal de entrada y salida. El controlador proporcional no puede eliminar este error.

Controlador integral

El controlador proporcional tiene en cuenta el valor del error en el momento del cálculo de la salida. Esto produce un error de estado estable o dice compensación en el sistema. El Controlador Integral toma en consideración el historial del error o dice el tiempo de duración durante el cual ha persistido el error.

El controlador integral continúa ajustándose (es decir, aumentando o disminuyendo la salida según el tipo de sistema) hasta que la suma de errores sea 0.

Matemáticamente, un controlador integral se define por:

¿Qué es el controlador PID?

Para un controlador integral, los valores de error muy pequeños también pueden dar lugar a una gran cantidad de salidas, ya que se utiliza una integración del error durante todo el tiempo. El controlador integral produce una salida y se suma a la salida de la salida del controlador proporcional durante un período de tiempo para eliminar el error de estado estable.

La combinación de los controladores Proporcional e Integral da un buen resultado. El sistema también se vuelve estable hasta cierto punto.

¿Qué es el controlador PID?

Controlador Derivado

Los dos controladores mencionados anteriormente funcionan solo viendo el presente y el pasado. El controlador Derivativo predice el comportamiento futuro del error. La salida del controlador derivativo cambia con respecto a la tasa de cambio del error con respecto al tiempo. Un controlador derivado solo se usa cuando la variable del procesador comienza a oscilar o comienza a cambiar a una velocidad muy alta.


El controlador derivado ayuda a mejorar la respuesta del sistema y, por lo tanto, disminuye el tiempo de establecimiento de la respuesta del sistema. La ganancia derivada es directamente proporcional a la velocidad del sistema. Esto significa que el aumento de la ganancia derivativa del controlador derivativo aumentará el tiempo de respuesta del sistema.

Matemáticamente, el controlador Derivativo se define por:

¿Qué es el controlador PID?

Un controlador derivado no se puede usar solo. Este tipo de controlador generalmente se usa con un controlador proporcional y un controlador integral como controlador PID o un controlador proporcional como controlador PD. El controlador derivativo se utiliza para disminuir el retraso en la salida del sistema de control.

¿Qué es el controlador PID?

¿Qué es el controlador PID?

El controlador PID utiliza controladores proporcionales, integrales y derivados. La respuesta de los tres controladores se fusiona para obtener una salida que elimina las desventajas del controlador único individual.

¿Qué es el controlador PID?

El principio de funcionamiento del controlador PID es que los términos proporcional, integral y derivativo deben ajustarse o «sintonizarse» individualmente.

¿Qué es el controlador PID?

En función de la diferencia entre estos valores, se calcula el factor de corrección y se aplica a la entrada. Los tres pasos son:

  • El ajuste proporcional incluye la corrección de ajustes proporcional a la diferencia entre el punto de ajuste y la salida. Por lo tanto, cuando la diferencia se acerca a cero, el valor objetivo nunca se alcanza y se aplica la corrección.
  • Integral Tuning intenta corregir esto acumulando efectivamente los resultados de error de la acción “P” y aumentando el factor de corrección. Sin embargo, una «I» intentará eliminar el error acumulativo en lugar de detener la salida cuando se alcance el objetivo, lo que resultará en un exceso.
  • El Ajuste Derivativo intenta minimizar este exceso reduciendo la velocidad del factor de corrección aplicado a medida que se acerca al objetivo.

El propósito del controlador PID es forzar una retroalimentación que coincida con el punto de ajuste dado al sistema. Los controladores PID son los mejores controladores utilizados en sistemas que tienen una masa relativamente pequeña y responden rápidamente a los cambios en la entrada de energía al proceso.

Los controladores PID se recomiendan principalmente para sistemas en los que los cambios de carga se observan con frecuencia y el controlador necesita compensar automáticamente los cambios frecuentes en el punto de ajuste.

Hay varios tipos de controladores PID. Algunos controladores PID son unidades físicas separadas como una especie de sistema independiente. Mientras que otros controladores PID están disponibles en sistemas como PLC o DCS. Los controladores PID que están disponibles en los mercados tienen varias funciones que se pueden configurar mediante los botones del controlador.

Se pueden configurar varias funciones y también los valores del PID se pueden configurar fácilmente. Algunos controladores PID incluso tienen relés para usar en sistemas críticos. Generalmente, el control de temperatura se realiza utilizando estos controladores PID externos.

La entrada del sensor primario está conectada directamente al controlador PID. Al recibir la entrada del sensor primario y un punto de ajuste en el controlador, el controlador PID genera una salida. Esta salida se puede utilizar directamente para controlar cualquier elemento de control final.

Para los controladores PID en el sistema como PLC o DCS, hay disponibles bloques de funciones incorporados. El único acceso al programa para ese bloque PID es necesario.

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