Qu'est-ce qui est impliqué dans le réglage d'un contrôleur PID?
Autorisation d'un contrôleur de dérivé intégral proportionnel (contrôleur PID) est une activité courante pour les ingénieurs spécialisés dans le contrôle des processus.Dans ce cas, le réglage fait référence à la modification des paramètres relatifs à la bande proportionnelle du contrôleur, à l'action intégrale et à l'action dérivée.Il existe plusieurs méthodes pour calculer les paramètres de réglage à la main et de nombreux packages logiciels qui peuvent être utilisés pour régler automatiquement les contrôleurs dans un processus chimique.Avant que tout réglage ne puisse commencer, il est crucial pour l'ingénieur d'abord d'étudier la boucle de commande à régler et l'impact de la boucle de commande sur le système global.
Les performances d'un contrôleur automatique peuvent être ajustées et modifiées en modifiant le réglage des contrôleursparamètres.Lors du réglage d'un contrôleur PID, il y a généralement trois paramètres qui peuvent être modifiés: la bande proportionnelle, l'action intégrale et l'action dérivée.Ceux-ci sont représentés par les premier, deuxième et troisième termes de l'algorithme PID classique, respectivement u ' k p e + k i int;e dt + k d de / dt .
Le terme u représente le signal de retour; K P est le gain proportionnel; e est le terme d'erreur ou de décalage, qui représente la différence entre la valeur actuelle et le point de consigne du contrôleur; k i est le gain intégral, k d est le gain dérivé;et t est le temps.La transformée de Laplace de cette équation peut être indiquée comme K P + K I / S + K D S .
Avant de régler un contrôleur PID, un ingénieur doit d'abord examiner le processus à régler pour déterminerSi un mauvais réglage provoque des bouleversements ou s'il y a une autre cause attribuable, comme un défaut ou un équipement cassé.Les modifications du réglage signifieront très peu si la vraie cause de variabilité se révèle être une vanne de contrôle de coller, des instruments cassés ou des erreurs dans la logique du système de contrôle.Ce n'est que lorsque le processus a été soigneusement examiné et que la fonctionnalité des instruments sur le terrain a été vérifiée si le réglage est pris en considération.
Il existe plusieurs méthodes utilisées par les ingénieurs chimiques, électriques et d'instruments pour régler un contrôleur PID.La méthode Ziegler-Nichols en est un exemple qui utilise le gain ultime et la période ultime du processus pour calculer les paramètres de réglage agressifs pour les schémas de contrôle P-only, Pi-only et PID.D'autres schémas de contrôle, tels que la méthode Tyreus-Luyben, sont formulés pour réduire l'oscillation du système.La méthode utilisée pour régler un contrôleur PID peut être dictée par la nature de la boucle de contrôle elle-même.
En général, l'augmentation du terme de gain d'un contrôleur rendra le contrôleur plus agressivement.Une action plus intégrale aidera à réduire le décalage entre la valeur en régime permanent et le point de consigne souhaité, mais peut entraîner des oscillations si trop est utilisé.Le terme dérivé est utilisé pour aider à arrêter le mouvement rapide de la valeur actuelle des contrôleurs.Ce ne sont que des heuristiques qui fournissent un sens général de l'effet de chacun des paramètres de réglage classiques.
De nombreux packages de système de contrôle distribué (DCS) incluent des logiciels qui peuvent être utilisés pour régler automatiquement les boucles de contrôle.Ces packages logiciels régleront souvent les processus en examinant les performances passées ou en effectuant automatiquement les méthodes de test décrites par les procédures de réglage établies.Comme pour la plupart des procédures, le réglage fin et les petits ajustements doivent être effectués par l'ingénieur en fonction du processus une fois la procédure de réglage majeure terminée.