Le modèle de simulation dynamique de régulation de niveau est utilisé pour comparer les réponses en boucle fermée pour différents réglages du régulateur. Le procédé est ensuite identifié et les paramètres du régulateur PID calculés et testés.

1. Azprocede, simulation dynamique de procédéswww.azprocede.fr Modèle: Régulation de niveau Régulation en boucle fermée pour différents réglages du régulateur

3. pour différents réglages du régulateur PID:

4. Mode proportionnel seul: Gr (ou kp) = 1, 2 et 4,

5. Mode proportionnel intégral: kp=1, Ti=20, 10 et 7s,

8. Observation régulation en boucle fermée, mode proportionnel seul Le modèle est démarré, pompe index 7, vanne de fuite fermée! Le régulateur est mis en automatique, et après stabilisation, la consigne est modifiée de 50 à 70%, puis 30%, puis 50%. kp=1, Ti=0s, Td=0.1s Consigne 50%,70%,30%,50% kp=2, Ti=0s, Td=0.1s Consigne 50%,70%,30%,50%

9. Observation régulation en boucle fermée, mode proportionnel seul kp=2, Ti=0s, Td=0.1s Consigne 50%,70%,30%,50% kp=4, Ti=0s, Td=0.1s Consigne 50%,70%,30%,50%

11. La mesure se stabilise après 1 ou 2 oscillations,

12. Il y a un écart résiduel mesure consigne.

13. Mode proportionnel seul, kp=4:

14. La mesure ne se stabilise pas,

15. Les oscillations sont entretenues (divergent),

16. Les oscillations mesure et commande sont en phase.

17. Aucun de ces réglages ne convient,

18. Mode proportionnel seul insuffisant.Régulation de niveau: mode proportionnel seul

19. Observation régulation en boucle fermée, mode PI kp=1, Ti=20s, Td=0.1s Consigne 50%,70%,30%,50%

20. Observation régulation en boucle fermée, mode PI kp=1, Ti=10s, Td=0.1s Consigne 50%,70%,30%,50%

21. Observation régulation en boucle fermée, mode PI kp=1, Ti=7s, Td=0.1s Consigne 50%,70%,30%,50%

23. La mesure se stabilise après 1 oscillation,

24. Pas d’écart résiduel mesure consigne.

25. Mode PI, kp=1, Ti=10s:

26. La mesure se stabilise après ~3 oscillations,

27. Pas d’écart résiduel mesure consigne.

28. Mode PI, kp=1, Ti=7s:

29. La mesure ne se stabilise pas,

30. Les oscillations sont entretenues (divergence),

31. Les oscillations mesure et commande sont déphasées.

32. Le réglage kp=1, Ti=20s semble le plus satisfaisant,Régulation de niveau: mode PI

33. Observation régulation en boucle fermée, mode PID kp=1, Ti=20s, Td=3s Consigne 50%,70%,30%,50%

34. Observation régulation en boucle fermée, mode PID kp=1, Ti=20s, Td=8s Consigne 50%,70%,30%,50%

35. Observation régulation en boucle fermée, mode PID kp=1, Ti=20s, Td=15s Consigne 50%,70%,30%,50%

37. La mesure se stabilise après 1 oscillation,

38. Pas d’écart résiduel mesure consigne.

39. Mode PID, kp=1, Ti=20s, Td=8s:

40. La mesure se stabilise après 1 oscillation,

41. La vanne est sujette à quelques oscillations,

42. Pas d’écart résiduel mesure consigne.

43. Mode PID, kp=1, Ti=20s, Td=15s:

44. La mesure ne se stabilise pas,

45. Les oscillations sont fortement entretenues,

46. Les oscillations mesure et commande sont déphasées.

47. Le réglage kp=1, Ti=20s, Td=3s semble le plus satisfaisant,Régulation de niveau: mode PID

49. Pompe à index 7, vanne de fuite fermée,

50. Niveau à 30, 40 et 50%,

51. Échelon de commande de 5%.

52. Détermination des paramètres du procédé

53. retard pur τ,

54. Gain statique Gp,

55. constante de temps θ.

56. Calcul des actions PID pour chaque cas,

57. Test de ces réglages.Régulation de niveau: réglage du régulateur PID

58. Identification du procédé en boucle ouverte pour un niveau de 50% Stabilisation du procédé à 50% Echelon sur la vanne ΔE=+5%, Régulateur en mode manuel Réponse du procédé à l’échelon

59. Identification du procédé en boucle ouverte pour un niveau de 40% Procédé stable à 40% de niveau, LIC en manuel, vanne à 50.7%

60. Identification du procédé en boucle ouverte pour un niveau de 40% Échelon sur la vanne, de 50.7% à 55.7%

61. Identification du procédé en boucle ouverte pour un niveau de 40% Echelon sur la vanne ΔE=+5%, Régulateur en mode manuel Stabilisation du procédé à 40% Réponse du procédé à l’échelon

62. Identification du procédé en boucle ouverte pour un niveau de 30% Procédé stable à 30% de niveau, LIC en manuel, vanne à 55.5%

63. Identification du procédé en boucle ouverte pour un niveau de 30% Échelon sur la vanne, de 55.5% à 60.5% Echelon sur la vanne ΔE=+5%, Régulateur en mode manuel Stabilisation du procédé à 30% Réponse du procédé à l’échelon

64. Identification du procédé en boucle ouverte Pour procéder à l’exploitation de ces graphes, on met les échelles à 20%-70%, puis on imprime et on fait les mesures à l’aide d’un logiciel de photo (photofiltre). On peut en exporter les données de l’historique et les exploiter sous excel.

65. Identification du procédé en boucle ouverte: détermination des constantes de temps et des gains (Gs=ΔS/ΔE). Identification à 50% de niveau Identification à 40% de niveau Identification à 30% de niveau

67. Gain statique Gp=ΔS/ΔE (%/%),

68. constante de temps θ (s),

69. retard pur τ (s).

70. Et des actions du régulateur (Gr ou kp, Ti, Td)Régulation de niveau: réglage du régulateur PID

71. Réglage du PID: test du 1er jeu d’actions PID Identification à 50% de niveau Identification à 40% de niveau Identification à 30% de niveau

72. Réglage du PID: test du 2ème jeu d’actions PID Identification à 50% de niveau Identification à 40% de niveau Identification à 30% de niveau

73. Réglage du PID: test du 3ème jeu d’actions PID Identification à 50% de niveau Identification à 40% de niveau Identification à 30% de niveau

74. Réglage du PID: comparaison des 3 jeux d’actions PID 1er jeu (identif° 50%) 2ème jeu (identif° 40%) 3ème jeu (identif° 30%) Le jeu d’actions issu de l’identification à 50% de niveau conduit aux actions les plus lentes / les mieux adaptées au procédé.

76. En mode P seul, il subsiste un écart mesure consigne,

77. En mode PI ou PID, la régulation fonctionne bien avec les bonnes actions PID,

78. L’identification du procédé en différents points de fonctionnement permet d’estimer un jeu de paramètres robustes pour la régulation,

79. Le réglage du régulateur PID est un compromis entre:

80. Réglage pour un point de fonctionnement donné,

81. Réglage pour un ensemble de points de fonctionnement, régulation plus lente mais plus robuste.

82. Ex: réglages adaptés à une installation fonctionnant à pleine ou mi-capacitéRégulation de niveau: étude en boucle ferméeConclusion