Bibliothèque de Régulateurs Prédictifs - PCR
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CIBLES
Les systèmes qui ont avantage à être régulés par PCR sont ceux qui sont généralement mal régulés par des régulateurs de type PID. Il s’agit en particulier des systèmes :
Les réacteurs chimiques sont les cibles privilégiées de PCR puisqu’il a été conçu pour assurer la régulation de leur température de masse. Les blocs alors utilisés sont adaptés aux configurations d’échangeurs les plus répandues sur ces installations.
D’une façon générale, PCR convient parfaitement pour tout procédé :
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CLIQUER POUR PLUS DE DETAILS et des avantages pour le producteur avantages pour le producteur stabilité de l’unité ; réduction des fluctuations de qualité ;
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| Régulation de l’humidité en sortie d’un four La grandeur à réguler est le degré d’humidité du produit en sortie du four. La grandeur d’action est la température au voisinage des brûleurs. La température des brûleurs est elle-même régulée par les PID déjà en place. Les essais : application de changements de consigne de température brûleurs. Mesures : consigne de température, température et humidité. Le modèle exprime la relation entre consigne de température et humidité. Le bloc de régulation PCR reçoit la température et l’humidité mesurées et calcule la consigne de température à appliquer au PID. |
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| Régulation de température d’un réacteur à double enveloppe La sortie process PV à réguler est la température de masse du réacteur. Les grandeurs d’action sont :
La variable intermédiaire est la température du fluide caloporteur à l’entrée de l’enveloppe. La bibliothèque PCR dispose d’un bloc permettant de définir un profil et de le faire respecter aux blocs de régulation. |
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CLIQUER SUR LE MOT POUR PLUS DE DETAILS et niveau de fond de colonne niveau de fond de colonne Régulation de niveau d’un fond de colonne par commande prédictive PCR
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Fiches & articles téléchargeables : réacteur BASF (184 Ko) - réacteur REPSOL (83 Ko) - réacteur REPSOL - sécheur Agro (164 Ko) - chaudière (113 Ko) - Tower level YPF-REPSOL (92 Ko)
INTEGRATION
La bibliothèque PCR est conçue pour l’intégration dans des automates et des DCS. Elle a été intégrée avec succès par les utilisateurs dans des matériels tels que Schneider Electric, OMRON, Honeywell, Siemens, etc.
La version PCR3 a été intégrée dans les environnements UnityPro et CONCEPT (QUANTUM, MOMENTUM et PREMIUM) conjointement par Sherpa et Schneider Electric. PCR3 est disponible auprès de Schneider Electric et de Sherpa Engineering.
CAO pour l’identification du modèle et la conception de la régulation
La simplicité du modèle et l’absence de paramètres de réglages permettent l’application des blocs simples de PCR sans avoir recours à des outils complémentaires.
Une CAO associée à la bibliothèque PCR facilite la réalisation d’architectures de commande plus complexes (split range, cascade, suivi de profil).
IDENTIFICATION DU MODELE
Les blocs de régulation s’appuient sur un modèle dynamique des relations entrée/sortie du procédé. Ce modèle doit être construit avant la conception de la régulation.
Les paramètres du modèle sont estimés par identification à partir d’enregistrements d’essais.
La partie IDENTIFICATION de la CAO est intégrée directement dans le fichier EXCEL contenant les enregistrements, ce qui supprime les opérations de transfert entre applications.
Les résultats du module d’identification (paramètres du modèle) sont stockés dans un fichier pour les besoins de la conception et des tests de la commande sur simulateur.
CONCEPTION ET TESTS DE LA COMMANDE
Cette section de la CAO permet de préparer chacun des blocs nécessaire à la structure de commande complète.
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| Le schéma bloc de la boucle fermée fournit tous les accès aux conditions de test : changements de consigne, mode AUTO/MANU, ajout de bruit et de perturbations. Les signaux sont tracés en temps réel pour évaluer les performances du régulateur. |
| Dans le cas d’une structure de commande comprenant plusieurs blocs, la CAO propose plusieurs architectures typiques de façon à construire et à tester la structure complète. L’exemple ci-contre est un ensemble de deux régulateurs en cascade dont la conception et les tests peuvent être réalisés globalement. Un rapport imprimable montre en détail comment connecter entre elles les entrées/sorties de chacun des blocs mis en jeu, ce qui facilite la phase d’intégration dans le système de conduite (automate, DCS ou supervision). Cette structure de commande comprend 4 blocs : deux régulateurs et deux blocs de perturbation (feed forward). Le procédé est simulé suivant la même hiérarchie que la structure de commande. |
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Exemple d’une structure de régulation en cascade appliquée au pilotage de la température d’un réacteur chimique (régulateur maître) par la régulation intermédiaire de la régulation de température du fuilde circulant (régulateur esclave). Dans la structure cascade, l’apport de la commande prédictive PCR est la prise en compte rigoureuse du transfert des contraintes de l’esclave vers le maître. |
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