11 Sintonía: Evaluación Simulación de la respuesta del lazo cerrado ante perturbaciones externas y cambios de setpointsDiversos parámetros de performance tanto en el dominio del tiempo como en frecuencia Simulación de la sintonía con diversos modelos Parámetros de sintonía acorde a la implementación del PID
12 Evaluación en el Dominio del Tiempo Error Absoluto Integrado: (Gp:) 1
(Gp:) 2
(Gp:) 3
(Gp:) 4
(Gp:) 5
(Gp:) 6
13 Evaluación en el Dominio de la Frecuencia GP C r y u – d n Transferencia en lazo abierto:
Transferencia en lazo cerrado:
Función de Sensitividad:
Transferencia Señal de Error:
Transferencia Ruido-Acción de Control: e r: referencia, set-point (SP) u: acción de control (CO) y: salida (PV) d: perturbación a la entrada n: ruido de medida
14 Evaluación en el Dominio de la Frecuencia Parámetros de Estabilidad Relativa – Robustez Diagrama de Bode del lazo abierto, Gol(s) Margen de Retardo: Margen de Fase: Margen de Ganancia: (Gp:) 1
(Gp:) 2
(Gp:) 3 (Gp:) Delay Margin
15 Lazos Feedforward y Cascada GD GP CFB SP PV CO D – CFF Cascada: Feedforward: (Gp:) GIN
(Gp:) COUT (Gp:) SP (Gp:) PV (Gp:) – (Gp:) CIN (Gp:) GOUT
(Gp:) – (Gp:) COOUT = SPIN (Gp:) PVIN (Gp:) COIN
16 ¿Qué es ‘performance de control’? La pregunta de performance del controlador es considerada en la fase de Diseño del Controlador constante de tiempo IAE, ISE, … tiempo de asentamiento sobretiro ancho de banda frecuencia de corte márgenes de ganancia/fase margen de retardo
17 Diferencia entre Sintonía y Evaluación Etapa de Diseño Etapa de Evaluación Diseño razonable Diseño ligeramente agresivo ? ¿es esto un buen control? Si no: ¿por qué?
18 Generar información a partir de datos! Supervisión de Performance Rara vez se dispone de información adicional Usar datos de operación solamente Responder preguntas más relevantes
Preguntas típicas ¿Oscilan los lazos? ¿Trabajan en modo automático? ¿Tienen un desempeño aceptable? ¿Cuáles lazos requieren nueva sintonía? ¿Hay problemas de físicos? (desgaste de válvulas, por ej.)
19 Supervisión de lazos de control – no-invasivo! índices (KPI) Monitoreo de Condiciones de Lazos de Control (CLCM) o Auditoria
20 Evaluación de Performance por Pasos Recolectar y analizar datos Calcular Indicadores Claves de Performance (KPI) Elaborar hipótesis y sugerencias basadas en los KPI importante matemática involucrada
21 Diagnósticos de Lazos de Control Diagnósticos típicos: Problema de sintonía Lazo oscilatorio Perturbación externa Fricción estática en válvula Pérdida en válvula Tamaño de válvula incorrecto Performance global aceptable KPI Reglas de Auditoria + Diagnósticos de Mantenimiento Ranking de Lazos según Performance Buena Regular Pobre
22 Indicadores Claves de Performance Estadísticas básicas Valor medio, desviación estándar Validez de datos “Outliers” Check de validez Compresión Modos de lazo de control Automático/Manual Saturado Cascada Nivel de ruido Índices de Performance Performance del lazo Índice Harris Retardo puro estimado Índices de Oscilación Oscilando, si/no? Frecuencia/Período Índices de Válvulas Fricción estática Índice de No-linealidad Índice de No-linealidad Índice de No-Gaussiano
23 Estadísticas Básicas Valor medio Desviación estándar Kurtosis, Skewness
Simple pero útil Tendencias son importantes Valores típicos que se capturan visualmente de tendencias Importante para documentación Para cálculos propios Siempre posibles (Gp:) skewness (Gp:) kurtosis
24 Validez de Datos ¿Son los datos válidos para análisis? Compresión de datos si los datos se obtienen de un historiador Cuantificación de datos Puede conducir a mala performance de control compresión cuantificación “outliers”
25 Modos del Lazo de Control Automático / Manual Salida saturada Cascada time [s] PV, SP CO PV, SP time [s] Modo cascada = 0% Modo automático = 100% Modo cascada = 100% Modo automático = 100% Saturación = 32.3% CO
26 Detección de Oscilación – ¿una tarea simple? Dominio de la frecuencia encontrar picos en el espectro
Dominio del tiempo señales periódicas “a la vista”
Auto-correlación considera el factor de amortiguación buena cancelación del ruido
Auto-correlación regularidad de cruces por cero Tiempo [s] Auto-correlación Auto-correlación Tiempo [s] Señal de error Espectro Frecuencia Tiempo [s]
27 Índices de Oscilación Detección de oscilación Interna – externa Cuantificación Período – amplitud Importante para análisis de causa raíz (“root-cause analysis”) Diagnósticos de oscilación Fricción en válvulas No linealidad Espectro
28 Índice de Oscilación (dominio del tiempo) 0.88 0.25 Controlador sintonizado 0 = sin oscilación, 1 = oscilación perfecta Caudal [%] Tiempo [s]
29 Severidad de la Oscilación Cuantifica la oscilación
(Gp:) Período = 42.7 [s] Amplitud = 23.9 % Severidad = 79.8 % (Gp:) Período = 21.1 [s] Amplitud = 2.5 % Severidad = 41.2 %
Tiempo [s]
30 Índices de No-linealidad Análisis de causa raíz de oscilaciones Identificación de problemas en actuadores Sumamente útil en conexión con detección y diagnóstico de oscilación
Fricción estática Banda muerta Histéresis
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