COMPENSACIÓN DE PROCESOS CON RETARDO BAJO FUNDATION FIELDBUS R. Ferreiro García, J. Vidal Paz, F.J. Perez Castelo, A.J. Piñon Pazos E.S.Marina Civil, Paseo de Ronda 51, 15011 A Coruña, ferreiro@udc.es J. Pérez Castelo, A. Piñón Pazos E.P.S. Ing. Ind., Ferrol, Universidad de A Coruña Resumen En este artículo se describen los modos de compensación de lazos de control afectados de retardo puro utilizando las técnicas aplicables en arquitecturas Fundation Fieldbus. Palabras Clave: Fundation Fieldbus, Retardo puro, Predictor de Smith, Compensación IMC. 1 INTRODUCCIÓN AL CONTROL DE LAZOS CON RETARDO Un proceso es dominante en retardo puro si el tiempo muerto es aproximadamente igual o superior a la constante de tiempo del mismo, habiendo asumido un modelo reducido de primer orden,. Se estudian a continuación dos técnicas clásicas para la compensación de procesos afectados de retardo, las cuales se definen como ♦ Compensación mediante Predictor de Smith [3,5] ♦ Compensación mediante IMC [3, 4] Con el Predictor de Smith según la figura 1, las acciones de control se calculan en base a la predicción de la respuesta del proceso a un cambio con y sin retardo. El Predictor de Smith utiliza un modelo de la planta de primer orden sin retardo y paralelamente, el mismo modelo afectado de retardo. La respuesta del modelo sin retardo es utilizada para predecir la respuesta del proceso sin retardo, la cual es realimentada al regulador como una pseudo- variable de proceso. Con lo cual el regulador convencional opera como si el proceso careciera de retardo. A su vez, la variable actual de proceso es comparada con la respuesta del modelo afectado de retardo, obteniendo un error no nulo (debido a error de modelado) si el modelo de la planta difiere del modelo propuesto, debido a variación de parámetros o perturbaciones a la planta. Este error es utilizado para corregir la realimentación predictiva obtenida mediante el modelo sin retardo. La corrección es aditiva de modo que se denomina “bias”. En la práctica han sido propuestas dos modos de corrección del error de modelado: el modo bias y el modo de corrección de ganancia del modelo. Figura 1. Predictor de Smith La compensación del retardo mediante IMC está fundada en la idea de seleccionar y aplicar un modelo estimado del proceso en lazo abierto de tal modo que la respuesta del modelo en lazo cerrado proporcione un regulador por realimentación físicamente realizable. Siendo la función de transferencia de la planta Gp, el modelo de la planta en lazo abierto G M y el modelo de la planta controlada por realimentación G CL , resulta el controlador IMC como ) 1 ( CL M CL IMC G G G G - = (1) cuya estructura se muestra en la figura 2. Esta estructura es adecuada para la compensación de sistemas con retardo, es decir Gp contiene retardo. Este controlador es susceptible de implementación mediante las herramientas disponibles en Fundation Fieldbus. Son necesarios ciertos requisitos previos relativos al conocimiento de la planta de la misma clase que en el caso del Predictor de Smith. Σ PID Gp.e -DS Gm Perturbaciones SP Σ Σ Σ Gm.e -DS PV pseudo-error bias