Novembre 2006

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Truc du mois : D'où proviennent ces oscillations ?

Des oscillations sont observées sur la mesure de température (PV); quelle est l'origine de ces oscillations ?

La cause de la présence d'oscillations n'est pas toujours évidente. Les oscillations peuvent provenir des réglages, de variations de charge ou d'autres sources dans le procédé.

Si les oscillations sont de type sinusoïdal, il est fort probable qu'elles soient dues à des réglages trop agressifs. Si les oscillations disparaissent lorsqu'on place le contrôleur en mode manuel, alors elles proviennent des réglages du contrôleur. Quatre paramètres sont en jeu : le proportionnel, l'intégral, le dérivé et le filtre.

Le proportionnel et l'intégral sont généralement les causes principales des oscillations. Pour distinguer lequel est en cause, il faut avoir une connaissance minimale du procédé. Il suffit de connaître la période des oscillations et le temps de délai pour identifier le coupable.

Le temps de délai correspond au temps écoulé entre un changement dans la sortie du contrôleur et l'observation d'un changement dans la mesure. Le changement peut provenir d'un changement de consigne en mode automatique ou d'un changement en mode manuel.

Symboles:

Période des oscillations : tosc (s) Temps de délai : td (s) Constante de temps du procédé : (s) Constante de temps du filtre: (s) Temps d'intégral : TI (s) Temps de dérivé : TD (s) (si le contrôleur est de type parallèle, il faut convertir le les temps d'intégral et de dérivé en équivalents pour structure série ou idéale) Gain proportionnel : Kp

Filtre

 

Si < 4* td, on peut ignorer le filtre qui a peu d'impact sur les oscillations. Sinon, il faut enlever temporairement le filtre pour observer l'impact sur les oscillations. Le filtre peut être dans le transmetteur, dans la carte d'entrée du système, dans une fonction ou encore dans la fonction PID.

Dérivé

Si T_D < ½ * t_d, on peut ignorer le dérivé qui a peu d'impact sur les oscillations.

Proportionnel ou intégral

On distingue deux classes de procédés :

• Temps de délai dominant, t_d
  • Boucles de débit, pesée sur convoyeur, consistance, etc.
• Temps de délai non dominant, t_d <<
  • Température, niveau, pression, etc.

Temps de délai dominant, td	Temps de délai non dominant, td <<
Si tosc/TI < 2, alors P est en cause	Si tosc/TI < 1, alors P est en cause
If tosc/TI > 4, alors I est en cause	If tosc/TI > 2, alors I est en cause

Conclusions

Des oscillations longues sont généralement provoquées par une action intégrale excessive.

Des oscillations courtes sont généralement provoquées par une action proportionnelle excessive.

Des oscillations très courtes sont généralement provoquées par une action dérivée excessive.

Pour des contrôleurs de type série ou idéal :

< T_D < t_d < T_I < t_osc

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