La acción integral, también conocida como reset, es una acción de control en la que la señal de control depende de la
integral del error (en el tiempo) entre la variable controlada y la variable de referencia. Es decir, la acción integral considera
la acumulación del error a lo largo del tiempo y se utiliza para corregir errores persistentes o de larga duración.
En la acción integral, la salida del controlador aumenta a medida que crece la integral del error, lo que produce un aumento gradual de la señal de
control hasta que se alcanza el valor de referencia. En un sistema bien ajustado, la acción integral puede llevar el error en estado estable
a cero (aunque puede tardar un tiempo en lograrlo).
La acción integral es una de las tres acciones básicas del control PID (Proporcional–Integral–Derivativo) y se utiliza en sistemas de
control de procesos para mejorar la precisión de la variable controlada.
Esta función se denomina acción integral o reset. La respuesta de lazo abierto del modo reset se muestra en la figura 10,
que representa un escalón aplicado en un instante del tiempo. Mientras la medición se mantenga en el valor de consigna, no habrá cambios en la salida debidos
al modo reset del controlador.
Sin embargo, cuando existe error entre la medición y el valor de consigna, la acción de reset hace que la salida comience a cambiar y continúe cambiando
mientras el error exista. Así, la salida se desplaza hasta alcanzar el valor necesario para mantener la medición en el valor de consigna bajo distintas cargas.
Esta respuesta se suma a la banda proporcional del controlador, como se muestra en la figura 11.
El escalón de cambio en la medición produce primero una respuesta proporcional y luego se agrega una respuesta de reset.
Cuanta más acción integral exista, más rápido cambia la salida en función del tiempo.
Entre diferentes marcas de controladores, la acción integral se expresa de dos maneras:
minutos por repetición o repeticiones por minuto.
En controladores calibrados en minutos por repetición, el tiempo de reset es el tiempo necesario para que el modo integral repita la respuesta
de lazo abierto causada por el modo proporcional para un paso de error. En este caso, cuanto menor sea el número de reset, mayor
es la acción integral.
En controladores calibrados en repeticiones por minuto, el ajuste indica cuántas repeticiones de la acción proporcional genera el modo integral en un minuto.
En este caso, cuanto mayor sea el número de reset, mayor es la acción integral. El tiempo de reset se indica en la figura 11.
La cantidad correcta de acción reset depende de cuán rápido puede responder la medición al recorrido adicional de válvula que el reset produce.
El controlador no debe comandar la válvula más rápido que el tiempo muerto del proceso, para permitir que la medición responda. De lo contrario,
la válvula puede llegar a sus límites antes de que la medición retorne al valor de consigna. La válvula quedará en su posición extrema hasta que la medición
cruce el valor de consigna en dirección opuesta, produciendo un ciclo de reset (oscilación) en el cual la válvula recorre de un extremo al otro
mientras la medición oscila alrededor del setpoint.
Cuando el reset se aplica a procesos por lotes o en serie, donde la medición permanece alejada del valor de consigna durante largos períodos, la acción integral
puede llevar la salida a un máximo y producir una oscilación. Cuando el siguiente ciclo comienza, la salida no alcanza su máximo hasta que la medición cruce el
valor de consigna, generando grandes desviaciones. Este problema puede prevenirse mediante la inclusión de una llave de serie en el controlador.
Conceptos destacados :
integral control
(control integral). Modo de control automático en el cual la salida del controlador depende de la integral del error en el tiempo, corrigiendo desviaciones acumuladas del proceso.
reset action
(acción reset). Nombre tradicional de la acción integral en controladores industriales, cuya función es modificar continuamente la salida mientras exista error.
integral of error
(integral del error). Suma acumulada del error a lo largo del tiempo, utilizada por el controlador para determinar la magnitud de la corrección necesaria.
steady-state error elimination
(eliminación del error en estado estable). Propiedad de la acción integral que permite llevar la diferencia permanente entre medición y consigna a cero.
reset time
(tiempo de reset). Parámetro del controlador integral que indica el tiempo necesario para que la acción integral reproduzca el efecto del modo proporcional ante un cambio de error.
repeats per minute
(repeticiones por minuto). Forma de expresar la intensidad de la acción integral indicando cuántas veces por minuto la acción reset repite la respuesta proporcional.
minutes per repeat
(minutos por repetición). Otra forma de calibrar la acción integral indicando el tiempo requerido para una repetición equivalente de la respuesta proporcional.
integral windup
(saturación integral o acumulación excesiva). Condición en la que la acción integral continúa acumulando error cuando la salida está limitada, provocando sobreoscilaciones o grandes desviaciones.
reset oscillation
(oscilación de reset). Ciclo repetitivo en el cual la válvula se desplaza entre extremos debido a una acción integral demasiado intensa respecto a la dinámica del proceso.
batch reset switch
(llave de serie o conmutador de reset). Dispositivo o función utilizada para limitar o desconectar la acción integral en procesos por lotes para evitar acumulación excesiva del error.
