A la hora de elegir el componente de control clave (o "cerebro de control") para su sistema de control industrial, por ejemplo, el control de temperatura constante, tiene dos opciones: Reguladores PID y PLC.
¿Qué son estos dos productos? ¿Cuál es la diferencia entre ellos? ¿Y cuál debería utilizar?
En este artículo, le ofreceremos una visión más profunda que cualquier otra que haya leído antes.
Empecemos.
¿Qué es un regulador PID?
Un controlador PID está diseñado para mantener una consigna (valor deseado) en un sistema ajustando su salida en función de tres parámetros: proporcional, integral y derivativo.
Un bucle de control PID consta de tres componentes principales: el objeto controlado (por ejemplo, un elemento calefactor), un sensor que proporciona retroalimentación en tiempo real, y el propio controlador PID. El regulador compara continuamente el valor medido con la consigna y ajusta la salida en consecuencia para minimizar el error.
Ajustando adecuadamente estos tres parámetros, se puede conseguir un control estable y preciso del sistema.
Los controladores PID se utilizan ampliamente en aplicaciones de control de temperatura, caudal y presión.
¿Qué es un PLC?
Ahora vamos a aprender sobre los PLC.
PLC son las siglas de Programmable Logic Controller (controlador lógico programable). Se utiliza comúnmente para manejar tareas complejas no sólo el control PID, sino también el control secuencial, control de distancia, control de proximidad, y el control de conteo y así sucesivamente.
Entradas y salidas del PLC pueden ser de varios tipos: discretos (encendido/apagado), analógicos (tensión o corriente continua), sensores de temperatura, codificadorese incluso paquetes de datos serie o Ethernet.
Esta flexibilidad permite que un único PLC sustituya a cientos de relés, temporizadores y contadores cableados, sin dejar de encajar en una carcasa compacta para montaje en carril DIN.
El proceso de funcionamiento del PLC puede dividirse en tres pasos: exploración de entradas, ejecución de programas y actualización de salidas.
Por lo tanto, de su proceso de funcionamiento se desprende que el PLC también funciona utilizando la lógica de control en bucle cerrado.
¿Qué diferencias hay entre un regulador PID y un autómata programable?
Las principales diferencias entre el controlador PID y el PLC radican en 8 aspectos: finalidad, procesamiento de señales, método de control, velocidad, aplicación, coste, programabilidad y comodidad de uso.
En el siguiente cuadro, compararemos estos 8 aspectos en detalle:
| Artículo | Regulador PID | PLC |
|---|---|---|
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Propósito |
Se utilizan para tareas sencillas, como el control de temperatura constante, el control de presión constante, el control de caudal constante, etc. |
Se utiliza para manejar no sólo tareas simples individuales, sino también secuencias complejas o tareas de control de procesos, por ejemplo: control de llenado de agua embotellada, su proceso es: botella vacía → llenado → tapado → etiquetado → encajado. |
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Tratamiento de señales |
Un regulador PID sólo acepta señales analógicas continuas, normalmente termopares, RTD, 4-20 mA o 0-10 V de transmisores de temperatura, presión o caudal. |
Un PLC, por el contrario, maneja tanto estas señales analógicas como entradas discretas (on/off), como pulsadores, sensores de proximidad y finales de carrera; con el módulo adecuado, también puede leer trenes de impulsos de alta velocidad de codificadores rotatorios incrementales. |
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Método de control |
Retroalimentación continua basada en el tiempo (el porcentaje de salida se recalcula en cada exploración para minimizar el error) |
Máquina basada en eventos/estados, por ejemplo: Si el sensor A es válido y el sensor B es inválido, entonces arranca el motor. |
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Velocidad |
De 100 milisegundos a 500 milisegundos. |
De milisegundos a cientos de milisegundos, optimizado para E/S pesadas. |
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Aplicación |
Horno de temperatura constante/horno túnel, bomba de agua de presión constante, extrusora autónoma. |
Líneas de llenado/envasado, línea de robots/transportadores, control de grupos de calderas multizona. |
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Coste |
Los controladores PID son baratos, suelen costar menos de $100. |
Los PLC suelen costar menos que $1000 debido a su flexibilidad programable, versatilidad y capacidad para realizar tareas complejas. |
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Programabilidad |
Los controladores PID sólo ofrecen programación a nivel de parámetros: valores de consigna, ganancias PID, límites de salida, umbrales de alarma, etc. Los controladores PID programables, como los controladores de temperatura PID de rampa y de inmersión, permiten a los usuarios almacenar perfiles de consigna de varios pasos, pero la estrategia de control sigue siendo un único algoritmo de bucle cerrado; una función opcional de autoajuste calcula los valores PID óptimos para ese bucle cerrado. |
El PLC es totalmente compatible con la programación del usuario: la lógica de escalera, los bloques de funciones o el texto estructurado definen secuencias de máquina completas, lo que le permite explorar cientos de puntos de E/S y ejecutar varias subrutinas en una sola exploración. |
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Facilidad de uso |
Sí, muy cómodo de usar, no se requieren conocimientos de programación para empezar. |
Se requieren conocimientos de programación, por lo que es relativamente difícil empezar para los principiantes. |
¿Cuál debe utilizar?
La comparación anterior entre controladores PID y PLC muestra claramente sus principales diferencias, pero ¿cuál debería elegir en última instancia?
Resumiendo:
Si necesita control secuencial, control de enclavamiento o control de E/S multipunto, debe elegir un PLC por su flexibilidad programable.
Si necesita control de bucle único, control continuo o control de valor constante, un controlador PID es la mejor opción. Los controladores PID son baratos, relativamente estables y no requieren experiencia en programación.
Conclusión
En conclusión, los controladores PID son los más adecuados para escenarios de control sencillos debido a su facilidad de uso. Los PLC, en cambio, son más potentes y pueden realizar no sólo un control PID sencillo, sino también un control secuencial y otras aplicaciones.
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