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7. EXEMPLES ET NOTES D'APPLICATION
Le régulateur en cascade est surtout utilisé dans les processus très
lents. Dans de tels processus, en fait, l'erreur est récupérée sur
une longue période de temps : lorsqu'un problème entre dans le
processus, l'erreur se produit après une longue période, de sorte
que l'action corrective ne commence pas immédiatement.
Une fois que l'action de correction a démarré, il faudra encore
attendre une longue période pour voir le résultat de l'action elle-
même.
Réaliser un contrôle en cascade consiste à trouver les variables
contrôlées intermédiaires qui peuvent agir avec de rapides actions
de correction à cause des éventuels dérangements.
Les deux régulateurs (primaire et secondaire) sont disposés en
cascade : chacun a sa propre variable de processus et seul le
secondaire a une sortie qui commande le processus.
Les principaux avantages offerts par le contrôle en cascade sont :
•
Les dérangements qui surviennent à l'intérieur de la boucle
secondaire sont corrigés par le régulateur secondaire avant
qu'ils ne risquent d'avoir des effets sur la variable primaire.
•
Les retards existants dans la partie secondaire du processus
sont considérablement réduits par la boucle secondaire et
cela augmente la vitesse de la boucle primaire.
•
Les variations de gain dans la partie secondaire sont compen-
sées dans le cadre de la chaîne correspondante.
•
La boucle secondaire permet au régulateur primaire d'agir
avec précision sur le débit de matière ou d'énergie.
Le contrôle en cascade est très utile quand une haute efficacité
de contrôle s'impose face aux dérangements ou quand la partie
secondaire du processus comporte un retard (déphasage) élevé.
Il y a deux régulateurs dans le contrôle en cascade, un primaire et
un secondaire Le choix des actions de réglage, en fonction de la
vitesse du processus, doit donc être normalement effectué :
•
Processus moyennement rapides : pour être précis dans la
commande, une action intégrale proportionnelle sur la variable
primaire et une action proportionnelle sur la variable secon-
daire seront suffisantes (régulateur primaire PI, régulateur
secondaire P).
•
Processus moyennement très lents : pour obtenir le plus
haut niveau de rapidité, de précision et de stabilité du sys-
tème, on configure le régulateur primaire PID et le régulateur
secondaire PI.
L'exemple le plus simple d'un réglage en cascade est un régulateur
sur positionneur de vanne. Normalement, le contrôle en cascade
n'est pas prévu dans les boucles rapides de réglage (débits, pres-
sions, etc.) et il est plus utile dans les réglages de température.
7.5.3.1.
Tuning des deux PID configurés pour le réglage en
cascade
Si vous devez régler deux PID configurés pour la régulation en cas-
cade, nous vous recommandons de suivre la procédure suivante :
1.
Réglez le PID primaire sur Manuel, en maintenant le PID
secondaire sur Automatique.
2.
Réglez la valeur de la puissance délivrée par le PID primaire
(point de consigne du PID secondaire, multiplié par le para-
mètre Trim Range pour devenir le point de consigne du PID
secondaire).
3.
Activez la procédure d'autoréglage du PID secondaire.
4.
Après avoir terminé la procédure d'autoréglage du PID secon-
daire, remettez le PID primaire en mode Automatique.
5.
Remettez le système au repos.
6.
Activez la procédure d'autoréglage du PID primaire.
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7. Régulation de rapport
En régulation de rapport la variable à commander n'est pas une
valeur physique, mais son rapport avec une autre valeur, dont la
grandeur doit bien sûr être disponible.
Ce type de contrôle est couramment utilisé, par exemple, dans les
processus où il est nécessaire d'alimenter un réacteur dans lequel
on souhaite réguler le rapport entre deux réactifs.
Dans la pratique, la variable primaire est du type non contrôlé ou
contrôlé de l'extérieur comme dans le cas d'un mélange entre deux
fluides (Fluide1/Fluide2).
La régulation est obtenue en calculant simplement le point de
consigne de la substance A (Fluide1), sur laquelle vous pouvez
exercer une régulation, comme un produit d'une autre substance B
(Fluide2) multiplié par un coefficient approprié (RATIO), qui exprime
le rapport que vous voulez maintenir entre les deux substances.
SP1
IN2
RATIO
yB
RATIO est la valeur du rapport que vous voulez entre IN1 (PV1) et
IN2 (PV2 compris entre 0,01 et 99,99). càd.
RATIO = IN1 / IN2
Ce rapport est calculé automatiquement lors du passage de ma-
nuel -> automatique et peut être modifié.
Il est recommandé d'utiliser deux signaux d'entrée (PV1 et PV2)
avec le même nombre de décimales.
Exemple : comment la procédure de calibration du rapport (RATIO)
peut se dérouler sur la base de la puissance fournie.
-Activer le mode manuel
-Maintenir le PV2 aussi constant que possible
-Modifier la puissance manuelle jusqu'à ce que PV1 atteigne le
point désiré menant à l'équilibre dans le processus.
-Le rapport PV1\PV2 sera calculé automatiquement.
-Passer en mode automatique.
-Le RATIO sera maintenu invariable à la dernière valeur calculée
à la fin de la régulation manuelle. La puissance de sortie dans les
conditions finales sera la puissance équilibrée.
80703F_MHW_2850T/3850T_06-2022_FRA
e
PID
IN1
yA
P(s)
u
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