Ao escolher o componente de controle principal (ou "cérebro de controle") para o seu sistema de controle industrial, por exemplo, controle de temperatura constante, você tem duas opções: Controladores PID e PLCs.
Então, o que são esses dois produtos? Qual é a diferença entre eles? E qual deles você deve usar?
Neste artigo, forneceremos insights mais profundos do que qualquer outro que você já leu antes.
Agora vamos começar!
O que é um controlador PID?
Um controlador PID foi projetado para manter um ponto de ajuste (valor desejado) em um sistema, ajustando sua saída com base em três parâmetros: proporcional, integral e derivativo.
Uma malha de controle PID consiste em três componentes principais: o objeto controlado (por exemplo, um elemento de aquecimento), um sensor que fornece feedback em tempo real e o próprio controlador PID. O controlador compara continuamente o valor medido com o ponto de ajuste e ajusta a saída de acordo para minimizar o erro.
Ao ajustar adequadamente esses três parâmetros, é possível obter um controle estável e preciso do sistema.
Os controladores PID são amplamente utilizados em aplicações que envolvem controle de temperatura, fluxo e pressão.
O que é um PLC?
Agora vamos aprender sobre PLCs.
PLC significa Controlador Lógico Programável (PLC). É comumente usado para lidar com tarefas complexas, não apenas o controle PID, mas também o controle sequencial, o controle de distância, o controle de proximidade, o controle de contagem e assim por diante.
Entradas e saídas do PLC pode ser de vários tipos: discreto (ligado/desligado), analógico (tensão ou corrente contínua), sensores de temperatura, codificadorese até mesmo pacotes de dados seriais ou Ethernet.
Essa flexibilidade permite que um único PLC substitua centenas de relés, temporizadores e contadores com fio e, ao mesmo tempo, caiba em um gabinete compacto montável em trilho DIN.
O processo operacional do CLP pode ser dividido em três etapas: varredura de entradas, execução de programas e atualização de saídas.
Assim, a partir de seu processo operacional, pode-se observar que o PLC também opera usando a lógica de controle de loop fechado.
Quais são as diferenças entre um controlador PID e um PLC?
As principais diferenças entre o controlador PID e o PLC estão em oito aspectos: finalidade, processamento de sinal, método de controle, velocidade, aplicação, custo, programabilidade e conveniência de uso.
No gráfico a seguir, compararemos esses 8 aspectos em detalhes:
| Item | Controlador PID | PLC |
|---|---|---|
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Finalidade |
Usado para lidar com tarefas simples e únicas, como controle de temperatura constante, controle de pressão constante, controle de fluxo constante, etc. |
Usado para lidar não apenas com tarefas simples, mas também com tarefas complexas de controle de processos ou sequências, por exemplo: controle de enchimento de água engarrafada, seu processo é: garrafa vazia → enchimento → tampa → rotulagem → encaixotamento. |
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Processamento de sinais |
Um controlador PID aceita apenas sinais analógicos contínuos - normalmente termopares, RTDs, 4-20 mA ou 0-10 V de transmissores de temperatura, pressão ou vazão. |
Um PLC, por outro lado, lida com esses sinais analógicos e com entradas discretas (liga/desliga), como botões, sensores de proximidade e chaves de limite; com o módulo apropriado, ele também pode ler trens de pulso de alta velocidade de codificadores rotativos incrementais. |
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Método de controle |
Feedback contínuo baseado em tempo (a saída percentual é recalculada a cada varredura para minimizar o erro) |
Máquina baseada em eventos/estado, por exemplo: Se o sensor A for válido e o sensor B for inválido, ligue o motor. |
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Velocidade |
100 milissegundos a 500 milissegundos. |
De milissegundos a centenas de milissegundos, otimizado para E/S pesada. |
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Aplicativo |
Forno de temperatura constante/forno de túnel, bomba de água de pressão constante, extrusora autônoma. |
Linhas de enchimento/embalagem, linha de robô/transportador, controle de grupo de caldeira multizona. |
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Custo |
Os controladores PID são baratos, normalmente custando menos de $100. |
Os CLPs normalmente custam menos que o $1000 devido à sua flexibilidade programável, versatilidade e capacidade de lidar com tarefas complexas. |
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Programabilidade |
Os controladores PID oferecem apenas programação em nível de parâmetro - pontos de ajuste, ganhos PID, limites de saída, limites de alarme e assim por diante. Os controladores PID programáveis, como os controladores de temperatura PID de rampa e de absorção, permitem que os usuários armazenem perfis de ponto de ajuste de várias etapas, mas a estratégia de controle continua sendo um único algoritmo de loop fechado; uma função opcional de ajuste automático calcula os valores ideais de PID para esse loop fechado. |
O CLP é totalmente compatível com a programação do usuário: lógica ladder, blocos de função ou texto estruturado definem sequências completas da máquina, permitindo a varredura de centenas de pontos de E/S e a execução de várias sub-rotinas em uma única varredura. |
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Facilidade de uso |
Sim, muito conveniente de usar, não é necessário nenhum conhecimento de programação para começar. |
É necessário conhecimento de programação, o que torna relativamente difícil para os iniciantes começarem. |
Qual deles você deve usar?
A comparação acima entre os controladores PID e os PLCs demonstra claramente suas principais diferenças, mas qual deles devo escolher?
Em resumo:
Se você precisar de controle sequencial, controle de intertravamento ou controle de E/S multiponto, deverá escolher um PLC devido à sua flexibilidade programável.
Se você precisar de controle de loop único, controle contínuo ou controle de valor constante, um controlador PID é a melhor opção. Os controladores PID são baratos, relativamente estáveis e não exigem experiência em programação.
Conclusão
Em conclusão, os controladores PID são mais adequados para cenários de controle simples devido à sua facilidade de uso. Os PLCs, por outro lado, são mais potentes e podem executar não apenas o controle PID simples, mas também o controle sequencial e outras aplicações.
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