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Est-ce qu'il y a trop de filtration sur les mesures?

Devrait-on ajouter un filtre sur chaque mesure?

Quels sont les impacts sur les contrôles?

Quels sont les avantages?

Quels sont les désavantages?

Quelle valeur choisir?

Il est très fréquent de rencontrer des filtres dont la constante de temps est trop grande et où non seulement la réalité est masquée mais aussi où les contrôles ne performent pas car le filtre nuit en augmentant le temps de délai apparent. Dans de tels cas, la mesure apparaît faussement stable et la belle ligne droite à l'écran est un masque de la réalité.

Il est avantageux d'ajouter un filtre sur chaque mesure mais attention, la valeur choisie peut avoir un impact majeur sur les performances.

Si la valeur de la constante de temps du filtre est bien choisie, il n'y aura pas d'impact sur les contrôles. Par contre, une filtration trop importante réduira la stabilité et augmentera le temps de réponse; en effet, une filtration trop grande augmente le temps de délai apparent.

En quoi consiste la filtration?

Un filtre permet de réduire les variations inutiles provenant du bruit de procédé. Le bruit de procédé peut provenir de plusieurs sources, en voici quelques exemples :

·les vagues dans un réservoir où le niveau est mesuré

·les fluctuations très rapides dans une mesure de débit dans une conduite

·les pulsations de l'impulseur de la pompe dans une boucle de pression.

Dans ces trois cas, les variations sont trop rapides pour la boucle de contrôle et le fait d'ajouter un filtre permettra de réduire l'information inutile et ce, tant pour l'opérateur que pour les contrôles. Dans une boucle de contrôle, le bruit présent se retrouvera sur le signal de sortie envoyé à l'élément terminal et augmentera l'usure des équipements.

Quelle valeur choisir?

La fréquence de coupure d'un filtre (w_c[rad/s] ) est la fréquence séparant la zone sans atténuation et la zone atténuée. La constante de temps du filtre (t_c[sec] ) est l'inverse de la fréquence de coupure :

Tau_c =t_c= 1/w_c

La valeur de la constante de temps est choisie afin d'obtenir le niveau de filtration désiré. En pratique, la constante de temps doit être inférieure au temps de délai ( t_d) de la boucle et très inférieure au temps de stabilisation (t_s) de la boucle de contrôle.

Les logiciels d'optimisation permettent de choisir de façon optimale la constante de temps en fonction du procédé et en fonction des objectifs de contrôle choisis.

De façon simple, les règles suivantes permettent de choisir adéquatement la constante de temps du filtre :

Par exemple, pour les mesures ci-dessous, les valeurs suivantes sont suggérées :

Où filtrer?

Que le filtre soit dans le transmetteur, dans la carte d'entrée, dans une fonction du système ou dans la fonction PID, le résultat sera le même. Nous recommandons de filtrer dans le système de contrôle où il est aisé de vérifier les paramètres choisis. Il faut aussi éviter de mettre le filtre à plus d'un endroit.

Optimiser, c'est payant! Il est possible de mesurer les impacts du travail fait en comparant avant et après. Dans la plupart des cas, les sommes investies sont récupérées en quelques semaines.

N'hésitez pas à nous contacter : Nous pouvons vous aider.

Dans le cadre de Paptac, à Montréal Qc, les 2 et 3 février 2010, deux conférences seront présentées par Top Control Inc.

Closed Loop Tuning vs Open Loop Tuning: Tuning all your Loops while the Process is Running is now Possible, M. RUEL, Top Control Inc.,

Recycling Session, Wednesday, February 3, 2010

Tracking Performance after Optimizing a Deinked Plant, M. RUEL, Top Control Inc.,