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L'importance des «bonnes données» lors du réglage des boucles PID

L'importance des «bonnes données» lors du réglage des boucles PID

- Les pièges les plus fréquents de la collecte de données et du réglage des contrôleurs 4

Demandez aux techniciens et aux ingénieurs de régler manuellement les PID. Leurs réponses appartiennent généralement à l'un des trois groupes suivants:

1) Certains qui diront que c'est un "art sombre" et ne s'écarteront pas des paramètres par défaut d'un OEM

2) La majorité qui décrira des approches basées sur des essais empiriques apparemment aléatoires

3) Très peu qui auront vraiment compris

Ma carrière m'a heureusement permis de côtoyer suffisamment de pratiquants de ce dernier groupe et avec leurs conseils j'ai cultivé une liste d'astuces qui m'ont bien servi.

Le sujet du réglage manuel des boucles m'a rappelé les services de conseil que j'ai fournis à un fournisseur de produits alimentaires et de boissons situé au Royaume-Uni. C'était un fabricant de produits de chocolat et, comme la plupart des confiseurs, celui-ci comptait sur les régulateurs PID pour maintenir la température des systèmes de trempe et d'enrobage de l'usine.

Damien Munroe

Damien Munroe

Intégration européenne et ventes, station de contrôle

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Il est essentiel d'établir la relation de cause à effet entre votre test et la réponse de la boucle.

Au cours des mois qui ont précédé le contrôle de mon contrat à l'échelle de l'usine, la situation s'est détériorée de façon constante, ce qui a entraîné une perte notable du «coup de pouce» que devrait avoir le chocolat de haute qualité. Quelque chose d'aussi apparemment banal qu'un mauvais contrôle faisait que l'usine gaspillait des intrants coûteux et rejetait même des produits qui ne répondaient pas aux spécifications de production.

Le directeur de l'usine a compris que la production pouvait s'écarter des tolérances spécifiées seulement pendant longtemps avant que l'entreprise n'en souffre. Au cours de ma première discussion avec lui, j'ai appris que le manque de performance coïncidait avec le départ à la retraite d'un ingénieur principal.

Il avait été celui qui vérifiait les PID tous les mois 6-9 et qui choisissait ceux qui nécessitaient des ajustements occasionnels. Il est vite devenu évident pour moi que le retraité était l'un de ceux qui avaient vraiment compris. Cette hypothèse a ensuite été confirmée par d'autres membres du personnel.

J'ai passé plusieurs jours à apprendre sur les processus, à étudier les causes profondes et à régler les PID individuels. Finalement, j'ai constaté que la performance dégradée de l'usine résultait d'une série de pompes qui avaient été améliorées à travers l'usine.

Leur dynamique a directement influencé la capacité de chaque boucle à réguler le contrôle. Ce qui a surpris le jeune technicien qui m'a aidé, c'est la systématisation des processus de test, d'analyse et de réglage des PID, même lors de l'ajustement manuel des boucles.

Heureusement pour les praticiens, la plupart des usines sont maintenant équipées d'un DCS ou d'un autre système de contrôle qui prend en charge l'utilisation de logiciels de réglage. C'est la clé de mes efforts actuels dans le domaine de l'optimisation des processus. Même ainsi, il existe quatre conseils de base pour la collecte de bonnes données de test que je partage toujours avec ceux qui ajustent toujours leurs PID manuellement:

1. Commencez à un état stable

C'est un must pour régler les boucles manuellement, et la plupart des produits d'accord incluent également cette exigence. En stabilisant le processus, il est plus facile de calculer des valeurs pour le gain de processus, la constante de temps de traitement et le temps mort du processus qui peuvent ensuite être convertis en paramètres de réglage PID.

2. Bump au-delà du bruit

Il est important de piloter la variable de processus au-delà de tout bruit apparent dans le signal de processus. Je recommande des tests 3-5 fois la taille de la bande de bruit. Cela devrait révéler un comportement dynamique du processus qui peut ensuite être modélisé et contrôlé.

Réglage des boucles PID

Il est essentiel de capturer de bonnes données de test lors du réglage manuel des PID. Démarrez la collecte à l'état stable et indiquez la variable de procédé (PV) du contrôleur au-delà de la bande de bruit (NB) afin d'établir une relation de cause à effet claire.

3. Définir un taux d'échantillonnage rapide

La vitesse de collecte des données est importante lors de l'optimisation des PID, et la vitesse est toujours meilleure. Alors que les données 1-minute peuvent convenir aux boucles de température très lentes, les données échantillonnées à 1-second sont nécessaires pour les boucles de température, de pression et de débit rapides. Si les données sont trop lentes, des détails importants peuvent manquer.

Réglage des boucles PID

Si les données de test de déclenchement sont échantillonnées trop lentement, il est possible que des aspects importants de la dynamique du processus soient manqués. Pire, les données pourraient même être trompeuses.

4. Ne pas utiliser les données de perturbation

Il est essentiel d'établir la relation de cause à effet entre votre test et la réponse de la boucle. Cela signifie qu'il est nécessaire de garder toutes les autres boucles "silencieuses" pendant les tests. Si un processus en amont influence vos données de test, il est préférable de recommencer et de faire les choses correctement.

Comme dans la plupart des cas, il existe des bonnes pratiques pour l'optimisation des contrôleurs PID qui peuvent rendre le travail moins intimidant. Et tandis que les quatre conseils partagés dans ce post peuvent sembler simples, peu de praticiens les appliquent lors de la collecte des données de test pour l'analyse, la modélisation et l'optimisation.

Auparavant, j'ai offert des réflexions sur analyse des causes profondes et optimisation - une approche Systems Thinker qui s'applique également à l'accord de boucle manuel. Dans mon prochain article, je vais partager des étapes simples et répétables pour calculer les paramètres de réglage du processeur et du processeur.

Damien Munroe

http://www.controlstation.com

Damien donne son point de vue sur le contrôle des processus et l'automatisation, fruit de ses expériences dans l'aviation militaire, le pétrole et le gaz offshore, la pharmacie de précision et la fabrication de semi-conducteurs. Son éducation à la

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