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Vous voulez que votre processus soit sain? Ne laissez pas Dead-Time le tuer!

Raffinerie de pétrole

4 Idées pratiques pour arrêter le «tueur de contrôle»

Après avoir été loin d'une plate-forme pétrolière et gazière pendant un certain temps, une série de problèmes de contrôle ont motivé mon retour. Apparemment, l'équipe de production avait eu du mal à reprendre le contrôle de quelques processus clés. Ayant travaillé sur ces mêmes systèmes plusieurs mois avant je suis arrivé avec une idée de ce que je trouverais.

Les nouveaux opérateurs de production étaient souvent impatients dans leur contrôle des différents processus. Incapables de revenir rapidement au point de consigne, ils ont souvent poussé la sortie du contrôleur plus loin que nécessaire - qu'il s'agisse d'ouvrir ou de fermer la vanne trop ou de modifier les points de réglage pour chasser les oscillations.

Comme je suis arrivé dans la salle de contrôle, il y avait une boucle de température en particulier que j'ai trouvé balancer. Une tendance du processus a montré le modèle sinusoïdal indiquant l'instabilité. Telles sont les joies d'aider les nouveaux arrivants et de faire face à Dead-Time.

La plupart des processus impliquant un décalage important sont difficiles à contrôler. Dans un post précédent J'ai partagé que cette plate-forme particulière était située au large de l'Afrique de l'Ouest. Son équipement était légérement appelé «assaisonné» et il lui manquait l'instrumentation la plus récente. En effet, la plupart des contrôles étaient pneumatiques.

Les superviseurs étaient également expérimentés et savaient ce qu'il fallait faire pour atteindre les objectifs de production. Comme pour la plupart des missions, la connaissance de première main de la configuration d'origine de la plate-forme et de l'expérience opérationnelle au jour le jour ont été les clés du succès.

Dans mon dernier article sur le réglage PID J'ai mentionné que Dead-Time est relativement facile à calculer. Ce que je n'ai pas partagé, c'est que le contrôle des processus caractérisés par un temps mort important n'est pas très simple.

Dead-Time est souvent appelé le «tueur de contrôle» pour une bonne raison. Essentiellement, c'est le délai qui se produit entre une modification de la sortie du contrôleur et la réponse de la variable de processus correspondante.

Pour les équipes de production et d'ingénierie qui ne se méfient pas, les effets de Dead-Time se faufileront sur vous. Voici quelques idées qui valent la peine d'être considérées lorsque vous êtes confronté à un grand processus Dead-Time:

1. Corriger pour une grande valeur Dead-Time en l'atténuant

La valeur Dead-Time est dictée par le temps nécessaire à la variable de processus pour répondre à une modification donnée de la sortie du contrôleur. En plus du retard de transport, le retard associé peut être le résultat d'un capteur mal placé.

Donc, assurez-vous que l'instrumentation du processus est installé de manière à minimiser le retard d'échantillonnage et à accélérer le traitement du signal. Si Dead-Time est l'ennemi d'un bon contrôle, alors minimisez-le comme vous le pouvez.

2. Réglez le contrôleur pour une réponse conservatrice

Un contrôle rapide n'est pas toujours un bon contrôle. En effet, c'est rarement le cas. Considérez où se situe le PID dans le processus global et comment les autres PID - en amont et en aval - peuvent être affectés par la vitesse du contrôleur.

De plus, gardez à l'esprit le besoin du contrôleur de s'adapter aux changements. Un contrôleur rapide et agressif n'aura pas une plage de stabilité aussi large que celle qui est réglée de façon conservatrice. Réfléchissez avant de syntoniser!

Corrélations de réglage PID

Le réglage agressif d'un contrôleur PID peut être contre-productif avec des processus caractérisés par un temps mort important par rapport à la constante de temps de traitement. Dans son effort pour corriger l'erreur accumulée, le terme intégral d'un contrôleur agressif résultera en dépassement et peut conduire le processus vers l'instabilité. En revanche, les paramètres de réglage conservateurs permettent au contrôleur d'éviter les dépassements tout en réduisant progressivement les erreurs.

3. Le contrôleur IMC est plus patient que la plupart

D'une certaine manière, le contrôleur IMC est plus tolérant que les contrôleurs traditionnels car il prend en compte Dead-Time. Essentiellement, le terme Integral a un effet initial et minimal sur les performances du contrôleur IMC. Par conséquent, il n'augmente pas instantanément la sortie du contrôleur en réponse à une valeur d'erreur croissante. Cette "patience" permet au contrôleur IMC d'attendre que toute modification initiale de la sortie du contrôleur prenne effet avant d'effectuer d'autres réglages.

4. Accélérer le rejet de perturbations avec Cascade Control

Si la réduction du décalage ne peut pas être obtenue simplement en rapprochant le capteur de la perturbation, l'ajout d'une boucle de régulation secondaire dans le cadre d'une stratégie de contrôle en cascade peut accélérer le temps de réponse du processus.

La boucle secondaire jette un regard sur la source primaire de perturbations et permet au processus de contrer plus rapidement, limitant ainsi l'impact de la perturbation. Bien qu'applicable à de nombreux processus, Cascade Control a un mérite particulier lorsqu'il est appliqué à ceux caractérisés par un temps mort prolongé.

C'est la nature de la plupart du personnel de production d'être impatient et de pousser pour des corrections pour traiter les perturbations. En tant que tel, les longs processus Dead-Time présentent un défi. Ils exigent que nous minimisions la valeur Dead-Time, que ce soit par des ajustements dans l'instrumentation ou par la mise en œuvre de solutions de contrôle alternatives.

Tout d'abord, la connaissance de Dead-Time est la clé pour concevoir un schéma de contrôle approprié et maintenir les processus en bonne santé.

Si vous avez de l'expérience dans le contrôle de grands processus Dead-Time et que vous avez découvert d'autres clés de réussite, partagez-les avec moi et la communauté ici sur PII.

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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