Dans le domaine du contrôle de l'automatisation industrielle, les boucles de contrôle PID sont largement utilisées. Cependant, pendant le fonctionnement, nous rencontrons souvent différents types d'oscillations, telles que des-oscillations en phase,-hors-oscillations de phase et des oscillations non-non douces. Ces problèmes entraînent non seulement une instabilité du système, mais peuvent également compromettre la sécurité et l'efficacité de l'ensemble du processus de production. Cet article discutera des caractéristiques de ces trois types d'oscillations et des contre-mesures correspondantes à titre de référence.
I. Oscillation en-phase
En-oscillation en phase, la variable de processus et la sortie du contrôleur présentent les mêmes points de montée, de descente et d'inflexion ; les deux courbes sont similaires ou symétriques. Ce type d'oscillation est souvent provoqué par des perturbations externes ou un gain proportionnel excessif.
Solution:Essayez de réduire le gain proportionnel d'un-tiers et observez si l'oscillation s'aggrave. Si l'oscillation s'aggrave, cela indique que le problème n'est probablement pas dû à un mauvais réglage des paramètres PID, mais plutôt à des perturbations externes. Dans ce cas, il est recommandé de restaurer les paramètres et d'identifier la source de la perturbation pour effectuer un réglage. Si l'oscillation est en-phase et provoquée par un gain proportionnel excessif, réduire le gain proportionnel d'un-tiers éliminera souvent l'oscillation.
II. Oscillation hors-hors-phase
En-oscillation hors-phase, la variable de procédé et la sortie du contrôleur PID présentent une paire de pics et de creux, les deux courbes montant et descendant dans des phases opposées. Ce type d'oscillation est sans aucun doute causé par une intégrale excessive
Solution:Essayez de régler le temps intégral sur une valeur qui correspond à la période d'oscillation. Pour les systèmes auto--équilibrés, réduire le gain proportionnel d'un-tiers éliminera-les oscillations hors phase-, bien que les performances en boucle fermée- puissent être légèrement dégradées. Cependant, pour les systèmes intégrateurs, la réduction du gain proportionnel peut entraîner des oscillations hors phase -hors de phase -plus graves et plus faibles.
III. Oscillation non douce-
En cas d'oscillation non-douce, la variable de procédé et la sortie du contrôleur présentent respectivement une onde carrée et une onde en dents de scie. Ce type d'oscillation est souvent provoqué par la non-linéarité de la vanne de régulation.
Solution:La résolution des oscillations non fluides nécessite généralement un réglage de la vanne de régulation, y compris la lubrification, le desserrage de la garniture, le redressement de la tige de vanne, le réglage des vannes manuelles ou du by-pass, le réglage des paramètres du positionneur et le remplacement de la vanne. Dans de tels cas, le réglage des paramètres PID est souvent inutile et peut jeter le doute sur la validité de la méthode de réglage.
IV. Conclusion et recommandations
Lorsque nous résolvons les problèmes d'oscillation dans les boucles de contrôle automatique PID, nous devons d'abord envisager de réduire le gain proportionnel, car il s'agit de la méthode privilégiée pour résoudre à la fois les oscillations en-phase et-de-phase. Pour les systèmes à auto-équilibrage-, le contrôle PI est simple, efficace, robuste et largement applicable ; c'est un excellent choix lorsque les performances optimales ne sont pas une priorité. Pour les systèmes à auto-équilibrage-où les performances maximales ne sont pas une priorité, le contrôle PI est simple, efficace, robuste et largement applicable. C’est également la raison pour laquelle le contrôle PI est si largement utilisé dans l’industrie. Les performances ultimes d'un contrôleur PI dépendent des informations de modèle disponibles de l'objet contrôlé. Pour dépasser encore davantage les performances ultimes en boucle fermée-, les ingénieurs améliorent souvent l'architecture du système-par exemple, en mettant en œuvre une rétroaction en cascade ou même en mettant à niveau l'équipement. Sur le plan académique, les chercheurs affinent souvent les algorithmes PID, compensant ainsi les limitations matérielles par de meilleurs algorithmes. De telles exigences sont rarement rencontrées dans la production réelle ; le plus souvent, l’accent est mis sur la résolution des oscillations provoquées par des paramètres déraisonnables et un rejet insuffisant des perturbations. L'utilisation généralisée du contrôle à boucle unique sur le terrain indique également qu'il existe encore une marge d'amélioration significative en matière d'automatisation ! Qu'il s'agisse des performances d'une seule boucle-, de l'utilisation de la position de la vanne et de la flexibilité du point de consigne, ou de l'optimisation de la coordination et des contraintes multi-variables, le réglage PID n'est qu'une partie du travail. Pour améliorer encore la sécurité et l'efficacité, le contrôle des processus devrait se concentrer davantage sur ces domaines.
Dans le contrôle des processus, les modèles précis sont difficiles à obtenir et le décalage pur est un phénomène courant. C'est peut-être la raison pour laquelle, malgré l'émergence constante de nouveaux algorithmes, le PID reste toujours-populaire dans le contrôle des processus. Le PID, lorsqu’il est combiné avec le feedback, est exceptionnellement puissant ! Une fois cela reconnu, la méthode de réglage spécifique devient moins importante ; comprendre les limites qui affectent les performances en boucle fermée-et les capacités du PID est bien plus crucial.