Estudo e avaliação de metodologias de auto-sintonia de controladores PID visando uma implementação em controlador industrial

Abstract

A sintonia automática de controladores de processos é uma demanda crescente nas aplicações industriais, que busca acelerar as tarefas de comissionamento de malhas de controle e busca melhor desempenho por meio da re-sintonia. O controlador PID, por sua simplicidade e domínio público, continua sendo o mais empregado no controle de processos, apesar das pesquisas e desenvolvimentos recentes de novas técnicas de controle. Apresentam-se, nesta dissertação, o desenvolvimento do conhecimento e a avaliação de estruturas de auto-sintonia de controladores PID. Presta-se foco especial a questões relacionadas com a aplicação em controle de processos na indústria, visando uma implementação em controlador industrial. Quatro estruturas de sintonia automática utilizando o relê realimentado são especialmente abordadas. Os algoritmos de auto-sintonia e de controle são desenvolvidos inicialmente em Matlab e simulações são realizadas em plantas tipo benchmark. A avaliação das topologias é realizada através de indicadores de desempenho e, principalmente, por meio da análise da relação custo-benefício de cada estratégia. Finalmente, um algoritmo PID com auto-sintonia é implementado no controlador lógico programável L40 da WEG/Bosch e experimentado, para estudos de caso, em processos lineares implementados com modelos eletrônicos analógicos.