Régulation de température par « réseau correcteur » type PID
Principe de base
Le réseau correcteur de type « PID » est une fonction intégrée de l'automate.
Il fournit une information numérique évoluant entre 0 et 10000 en fonction :
De la consigne ;
De l'écart entre la mesure et la consigne ;
Des paramètres (proportionnel, intégrale, dérivée) du correcteur.
La fonction PWM transforme la sortie numérique du PID en une information de type TOR à période fixe mais à rapport cyclique variable fonction de la valeur en sortie du PID. Cette information permet donc de moduler la commande du contacteur lié au système de chauffage.
Dans le cas de cette régulation par « réseau correcteur PID », l’information de commande pourra donc évoluer entre 0 et 50% de la valeur maximale (exemple ci-dessous).
Présentation de la mise en oeuvre
Le logiciel « EcoStruxure Control Expert » intègre une fonctionnalité qui permet de concevoir une interface graphique sur le PC, afin de faciliter la modification du programme existant. Cette interface graphique appelée « Ecran d’exploitation » permettra entre autres de suivre en temps réel l’évolution de certaines grandeurs (notamment la température et la sortie du PID).
Cet « Ecran d’exploitation » permettra donc de paramétrer le correcteur PID, mais dans tous les cas, c’est la page d’écran affichée par le terminal de dialogue « XBT Magelis » qui autorisera le fonctionnement du régulateur PID.
Mise en fonctionnement du régulateur PID par le terminal de dialogue
Lorsque le message suivant est affiché sur le terminal de dialogue « XBT Magelis », appuyer sur la touche « F6 » afin d’obtenir le menu spécifique à la régulation PID NB : Lorsque le message dépasse 2 lignes, le terminal allume les LED des touches \(\uparrow\) ou \(\downarrow\) pour l'indiquer. Utiliser ces touches pour naviguer dans les messages.
Après avoir appuyé sur « F6 », on doit avoir le message suivant (si nécessaire, faire plusieurs appuis sur « F6 ») : Pour modifier les différents paramètres de ce menu, placer la ligne correspondante sur la ligne du haut à l'aide des touches \(\uparrow\) ou \(\downarrow\), appuyer sur la touche MOD, entrer la nouvelle valeur et valider par ENTER.
La présentation de ces différents paramètres est donnée page suivante :
→ La ligne Consigne indique la température de consigne en unité physique (°C).
→ La ligne Température indique la température mesurée par la sonde en unité physique (°C). Cette ligne n'est pas modifiable.
→ La ligne Proportionnel permet de modifier le paramètre P du régulateur en %.
→ La ligne Intégrale permet de modifier le paramètre I du régulateur en secondes (temps d'intégrale).
→ La ligne Dérivée permet de modifier le paramètre D du régulateur en secondes (temps de dérivée).
→ La ligne Période PID permet de régler la période d'échantillonnage du régulateur, c'est-à dire le temps pendant lequel le système effectue la mesure et le calcul. Ce paramètre se règle en fonction des caractéristiques du procédé, sur le système « Habilis » la valeur par défaut est fixée à 5 secondes.
→ La ligne Période PWM permet de régler la période de travail de la fonction PWM. Cette période doit être égale à la période du PID, elle est donc fixée à 5 secondes.
→ La ligne Ecart affiche la différence algébrique entre la consigne et la mesure. Cette valeur est un réel non modifiable.
→ La ligne Sortie PID indique l'état de la sortie du PID après application de l'algorithme en fonction de la consigne, de la mesure et des paramètres de réglage. Cette ligne n'est pas modifiable.
→ Elle est affichée en « % » correspondant à la sortie « 0-10000 » du PID (0 % = sortie non pilotée).
Si le commutateur « CHAUFFAGE EN SERVICE » est sur la position « 0 », le paramétrage du régulateur est possible mais la sortie PWM n'est pas appliquée.
C’est le passage de la position « 0 » à la position « 1 » de ce commutateur qui initialise la procédure.
La mémorisation de la température se fait toutes les minutes (arrêt automatiquement au bout de 40 mn), mais on peut arrêter l'échantillonnage à tout moment en repositionnant le commutateur sur « 0 ».
Modification et exploitation des données par « l’Ecran d’exploitation » du logiciel « EcoStruxure Control Expert»
A partir du « Navigateur Application » du logiciel « EcoStruxure Control Expert», double-cliquer sur « Ecran d’exploitation » afin d’obtenir la fenêtre suivante :
Cette interface graphique permet de piloter et paramétrer le PID plus facilement.
Les nouvelles valeurs s’affichent en temps réel à condition que la mise en fonctionnement ait été gérée par le terminal de dialogue, c'est-à-dire après avoir appuyé sur « F6 ».
On peut voir évoluer sur cet écran : la température courante, la consigne et la sortie du régulateur.
Le tracé se fait au rythme d’une mesure toutes les 8 secondes (le tracé démarre à droite, puis se déplace vers la gauche avec un affichage maxi de 42 minutes).