Bien que le terme intégral introduise un certain degré de complexité, la forme PI du contrôleur est la plus largement utilisée dans l’industrie

Dans le domaine du contrôle des processus, il est tout à fait logique que l’objectif principal soit – vous l’avez deviné – de contrôler le processus. Depuis des décennies, le contrôleur PID s’est révélé être un outil fiable pour atteindre cet objectif. Malgré cela, il existe différentes formes de régulateurs qui peuvent être utilisées et chacune a ses propres attributs de performance. En dépit de la complexité supplémentaire associée au terme intégral, le contrôleur PI est la forme la plus largement utilisée dans l’industrie. Il fournit un meilleur suivi du point de consigne par rapport à la commande proportionnelle seule et est bien adapté aux perturbations qui affligent de nombreuses applications de contrôle de processus industriels.

La commande proportionnelle seule – ou P seule – a été couverte dans un post précédent. Bien que la commande P-Only soit facile à mettre en œuvre et offre des avantages dans certaines applications, elle a clairement des limites. La principale de ces limites est sa propension à l’offset – la différence entre le point de consigne d’une boucle de contrôle et son entrée (c’est-à-dire l’erreur) qui résulte souvent d’une perturbation soutenue. Étant donné que de nombreuses applications industrielles sont à la fois sujettes à des perturbations fréquentes et nécessitent un suivi plus serré du point de consigne, la régulation P-Only est souvent insuffisante. Plutôt que de répondre à la valeur de l’erreur à un moment précis, le terme intégral additionne continuellement l’erreur, soit en ajoutant l’erreur à la sortie du contrôleur (CO) lorsqu’elle est inférieure au point de consigne, soit en soustrayant l’erreur lorsque le CO est supérieur au point de consigne. Le terme intégral ne reste constant que lorsque la variable de processus (PV) est égale au point de consigne. En tant que telle, l’action intégrale d’un contrôleur peut être considérée comme une influence accumulée au fil du temps en fonction de la durée et de l’éloignement de la PV mesurée par rapport au point de consigne, et elle sert à pousser ou à tirer la PV pour la ramener en ligne avec le point de consigne.

Dans l’ensemble des industries de process, la commande PI est la forme dominante du PID utilisée aujourd’hui. Aussi efficace qu’il puisse être pour contrer l’Offset, le PI et l’utilisation de l’Intégral présentent encore quelques défis :

Complexité supplémentaire

Il n’y a pas deux façons de le dire – l’introduction du terme Intégral ajoute à la complexité du réglage de la boucle de contrôle. Les deux termes – Gain et Intégral – interagissent l’un avec l’autre, ce qui rend difficile d’arriver à des valeurs qui sont “les meilleures” pour atteindre l’objectif de contrôle unique de la boucle. Même les praticiens expérimentés peuvent être trompés en ajustant le mauvais terme lorsque leur analyse est basée sur une inspection visuelle des données de tendance.

Reset Windup

Il est possible que l’Erreur Intégrale devienne trop grande et devienne insensée. Considérez une valeur d’Erreur Intégrale qui exige que l’élément de contrôle final d’une boucle de contrôle donnée – une vanne en soi – s’ouvre à 120%. Une telle condition est appelée “Windup”. Dans une telle situation, le contrôleur ne peut pas réguler le processus jusqu’à ce que l’erreur change de signe et diminue suffisamment. En dépit de la complexité supplémentaire, le contrôle PI est de loin la forme dominante du PID utilisé dans l’industrie. Elle est très efficace pour corriger l’erreur associée à l’offset et offre des performances supérieures du point de vue du suivi du point de consigne.Êtes-vous prêt à faire passer votre usine au niveau supérieur ?