Fundamentos de Control de Temperatura Industrial: Variables, Estrategias y Optimización

Conceptos Fundamentales en el Control de Temperatura

Variables Clave

• Variable de Proceso (PV): Es la variable medida que se desea estabilizar o controlar.
• Set Point (SP): Es el valor deseado de la variable de proceso; el valor al cual el control debe mantener la PV.
• Error: Se define como la diferencia entre la variable de proceso (PV) y el set point (SP).

Estrategias de Control

Control ON/OFF

Es el método más elemental. Consiste en activar el mando de calentamiento cuando la temperatura está por debajo del set point (SP) y desactivarlo cuando está por encima. Debido a la inercia térmica, la temperatura fluctúa continuamente alrededor del SP. La inercia térmica, consecuencia del retardo en la propagación del calor, provoca mayores fluctuaciones cuanto mayor sea.

Control ON/OFF con Histéresis

El mando de calentamiento se activa unos pocos grados por encima del SP y se desactiva unos grados por debajo, generando una mayor fluctuación de la temperatura, pero un menor funcionamiento de los contactores.

PWM y Tiempo de Ciclo

• PWM (Modulación por Ancho de Pulso): Es una técnica para modular el tiempo de activación de un contactor.
• Tiempo de Ciclo: Es el lapso de tiempo fijo durante el cual se modula el tiempo de activación del contactor.

Control Proporcional

El controlador proporcional entrega una potencia que varía en forma proporcional al error (SP-PV). Para su implementación, se deben fijar: el SP, la Banda Proporcional (PB) y el Tiempo de Ciclo (TC). La potencia de salida disminuye a medida que la temperatura se acerca al SP.

Banda Proporcional (PB)

Se programa en el controlador como un porcentaje del SP.

Error Estacionario

En la práctica, es el punto en el que la temperatura se estabiliza dentro de la banda proporcional.

Control Proporcional Derivativo y Rate Action

Este control considera la velocidad de cambio de la temperatura en el tiempo, logrando una mayor estabilidad.

Rate Action

Es la acción derivativa, ya que considera la razón de cambio de la temperatura.