O controlador PID é o controlador de temperatura que dosa a potência, em vez de só ligar e desligar. Ele compara a leitura do sensor com o setpoint e calcula a saída com três ações: proporcional (P), integral (I) e derivativa (D). Segundo o manual da série Plus da West, o PID mantém o processo estável porque ajusta a saída o tempo todo, sem a oscilação do liga-desliga. Tipos, sensores e tamanhos estão no guia do controlador de temperatura industrial.
Como funciona um controlador PID?
O controlador calcula a potência, de 0% a 100%, a partir do erro: a diferença entre o setpoint e a temperatura.
P, a banda proporcional. É a parte da escala ajustada no controlador (a faixa de entrada) em que a potência acompanha a temperatura: mais perto do setpoint, menos potência. Fora dela, a saída fica no máximo ou em zero. No 6100+, é a Faixa Proporcional Primária (Pb_P). Numa escala de 0 a 400 °C, 5% de banda valem 20 °C. Segundo o manual, banda estreita demais faz o processo passar do ponto e oscilar; larga demais deixa a resposta lenta.
I, o reset automático. Só com o proporcional, a temperatura pode parar um pouco fora do setpoint, e a diferença muda com a carga. A ação integral corrige isso sozinha. No 6100+, é o Reset Automático (Arst), em minutos e segundos, ou OFF. Tempo menor, ação mais forte.
D, a derivativa. Responde à velocidade da mudança: numa subida rápida, corta potência mais cedo. Em excesso, desestabiliza. No 6100+, é a Velocidade (rATE). Em válvula modulante, o manual manda desligá-la para não desgastar a válvula: é o controle PI.
Como o PID comanda um SSR ou um contator?
Relé, triac e SSR só ligam e desligam. Para entregar parte da potência, o controlador liga a saída por um trecho de cada ciclo. No exemplo do manual, com ciclo de 32 segundos e 25% de potência, a saída fica 8 segundos ligada e 24 desligada. No 6100+, o tempo de ciclo de cada saída (CT1 a CT3) vai de 0,5 a 512 segundos.
Ciclo curto controla mais fino, mas gasta mais depressa relé, contator e válvula solenoide. Segundo o manual, o cartão de relé simples da série Plus dura mais de 500 mil operações na carga nominal. Com contator, use ciclo mais longo; para ciclo curto, use SSR. A saída linear, de 4 a 20 mA ou 0 a 10 V, entrega um sinal contínuo, por exemplo para o posicionador de uma válvula.
Exemplo de fábrica: como o controlador acha o PID de uma estufa nova?
Uma estufa elétrica de cura, com resistências por SSR, ganha um controlador novo. Os valores de PID que vêm de fábrica não são os da estufa: na primeira partida, a temperatura passa do setpoint, o sobressinal (overshoot), e as peças perto das resistências curam demais. Na série Plus da West:
- Pré-sintonia. Com a estufa fria, entre no modo Atun (Sintonização Automática) e ponha Ptun em On. O controlador dá potência total até mais ou menos metade do caminho, corta e calcula banda, integral e derivativa antes do setpoint, com o LED AT piscando. Roda uma vez e se desliga; não roda em liga-desliga nem em rampa de setpoint.
- Autossintonia. Com Stun em On, o controlador observa uma oscilação completa do erro (partida, troca de setpoint ou mudança de carga) e recalcula o PID, que fica guardado para a próxima partida. O LED AT fica aceso.
- Porta aberta. Se a estufa fica muito tempo de porta aberta, a autossintonia pode atrapalhar. Aí, avalie desligá-la e ficar com o PID da pré-sintonia, com ajuste fino à mão.
- Carga que muda a cada lote. Ligue a Pré-sintonização Automática (APt, no modo Setup): ela roda a pré-sintonia sempre que o controlador é ligado. Vem desligada de fábrica.
O PID controla, mas não protege: se o SSR entra em curto, nenhum ajuste desliga a resistência. A proteção fica num aparelho separado, com sensor próprio, como o limitador 6700+, que tem relé de 5 A com trava de série.
Como sintonizar o PID à mão?
O manual da série Plus traz um método para controle só de aquecimento. A West avisa: ele só serve a processo que não se estraga com grandes variações de temperatura. Os parâmetros ficam no modo Setup (SEtP, código de destravamento 10 de fábrica).
- Confira se os limites do setpoint (SPuL e SPLL) são seguros para o processo.
- Ponha o setpoint no valor de trabalho, ou abaixo, se passar do ponto puder causar dano.
- Passe para liga-desliga (Pb_P = 0) e ligue o processo: a temperatura vai oscilar.
- Anote a variação de pico a pico do primeiro ciclo (P) e o período da oscilação (T), em minutos.
- Calcule: Pb_P = P ÷ faixa de entrada × 100; Arst = T; rATE = T ÷ 6.
Com escala de 0 a 400 °C, 20 °C de pico a pico e período de 6 minutos: Pb_P = 20 ÷ 400 × 100 = 5%, Arst = 6 minutos (6.00 no display) e rATE = 1 minuto (1.00).
No ajuste fino, segundo o manual: aumente a banda se o processo passa do ponto ou oscila, e diminua se ele fica lento. Comece a derivativa entre 1/4 e 1/10 do tempo integral e diminua se houver sobressinal ou oscilação. Dê tempo ao processo entre um ajuste e outro. Se a temperatura assentar fora do setpoint, use o Reset Manual (biAS): valor mais alto se fica abaixo, mais baixo se fica acima.
Como escolher um controlador PID?
| Se o processo pede | Controle | West |
|---|---|---|
| uma zona, só aquecimento, painel sem espaço | PID com uma saída de controle | N2300 (1/32 DIN) |
| uma zona com aquecimento e resfriamento, ou até 3 saídas | PID de aquecimento, ou de aquecimento e resfriamento | 6100+ (48 x 48 mm) ou 8100+ (48 x 96 mm, em pé) |
| queimador ou válvula motorizada | PID de 3 pontos, uma saída abre e outra fecha | 6170+ |
| estufa pequena em que o sobressinal estraga o produto | PID com dAC | CAL 9300 |
| processo que muda de comportamento com a temperatura, duas malhas, cascata ou rampa | até 5 jogos de PID com troca automática | Pro-EC44 (96 x 96 mm) |
| proteção contra sobretemperatura | não é PID: limitador com relé de trava | 6700+ |
Na série Plus, as saídas são cartões de encaixe que o aparelho reconhece sozinho. O N2300 tem a sintonia Easy-Tune, que ajusta o PID sem ação do operador; os opcionais dele vêm só no pedido. Se o processo passa a liberar calor à medida que a temperatura sobe, um jogo de PID pode não servir para a faixa toda: o Pro-EC44 guarda até 5 jogos e troca sozinho em pontos definidos pela temperatura ou pelo setpoint.
O que mandar para cotar o controlador PID?
- a máquina, o que aquece (resistência, queimador, vapor) e se também resfria;
- o sensor (termopar e o tipo, PT100 ou 4 a 20 mA) e a faixa de trabalho;
- o que a saída comanda: SSR, contator, válvula motorizada ou sinal de 4 a 20 mA;
- os alarmes e a comunicação RS485 com o CLP, se houver;
- o recorte disponível no painel e a tensão de alimentação;
- o código da etiqueta do controlador de hoje, ou uma foto do painel.
Resumo
| Ponto | O que guardar |
|---|---|
| P, I e D | o erro de agora, o erro que sobra e a velocidade da mudança |
| relé, SSR, contator | potência por tempo de ciclo; ciclo curto gasta relé e contator |
| saída linear | sinal contínuo; em válvula, PI, sem derivativa |
| pré-sintonia | calcula o PID na partida, com o processo longe do setpoint |
| autossintonia | refina depois; cuidado com a porta aberta |
| sintonia à mão | método do manual, só em processo que tolera variação |
| segurança | o PID controla; quem protege é o limitador |
Como pedir o controlador PID certo?
Mande o código da etiqueta, uma foto do painel ou os dados da máquina pelo WhatsApp ou pelo formulário desta página. A equipe da Comander, distribuidor oficial da West, confere o código e a aplicação antes da cotação. Os controladores West têm garantia de 3 anos. O envio é em até 24 h para produtos em estoque; nos outros, o prazo é confirmado na cotação.
