Résultats de simulation avec un PID classique

Chapitre V: Résultats de simulation avec un PID classique

Les performances du contrôleur classique sont testées en utilisant différents modèles de processus. Les tests sont effectués sur la plateforme S7 sous le logiciel PLCSIM qui permet de simuler un API réel et sous le logiciel MATLAB/SIMULINK.

Ensuite nous avons présenté les systèmes 1er, 2eme et 3eme ordre avec et sans retard sous MATLAB, STEP7 et WinCC.

V.1-Réponse d’un système du 1er ordre avec et sans retard

V.1.1-Réponse du système du 1er ordre sans retard en boucle ouverte sous MATLAB

V.1.2-Réponse du système du 1er ordre en boucle ouverte sous WinCC

Il ya deux méthodes pour avoir la réponse de système en boucle ouverte sous wincc, les méthodes sont les suivantes :

V.1.3 Configuration du block OB35 pour avoir la réponse du 1er ordre

• Pour le FB1 pas de modification mais pour le FB41 on a désactivé l’option de l’intégration ‘’I_SEL’’ par ‘’ALWAYS_OFF’’ .
• La valeur du gain est mise à ‘’1’’, finalement le PID devient une simple connection comme le montre la Fig.V.3,

Programmation sous step7 : blocs des systèmes et contrôleur flou

Chapitre IV: Programmation sous step7

IV.1 Création des blocs des systèmes du 1er, 2eme et 3eme ordre sous step7

IV.1.1 Introduction

Lorsqu’on veut régler les paramètres du contrôleur ; on procède alors à des simulations sur ordinateur en utilisant la fonction de transfert du système, ce qui évite des essais longs et coûteux.

Dans ce chapitre, nous présentons une méthodologie pour la conception du bloc du procédé à régulé à partir de sa fonction de transfert.

Le système est mis en œuvre sous la plateforme d’un bloc fonctionnelle (FB) avec son bloc de données (DB) associée afin que les résultats de tous les calculs soient préservés entre les appels de programme.

Le bloc de fonction est placé dans le bloc d’alarme cyclique OB35 avec une période d’échantillonnage 100ms.

Il existe de nombreuse façon d’obtenir l’équation discrète du système, les méthodes les plus courantes utilisées sont :

• La méthode de différence avant.
• La méthode de différence arrière.
• Méthode Tustin.

Toutes ces méthodes utilisent une certaine forme d’approximation de la variable continue

Automate programmable et step7 : régulations pour SIMATIC S7

Chapitre III : Automate programmable et step7

III.1-Step7

STEP 7 est le progiciel de base pour la configuration et la programmation de systèmes d’automatisation SIMATIC. Il fait partie de l’industrie logicielle SIMATIC. Le progiciel de base STEP 7 existe en plusieurs versions :

• STEP 7-Micro/DOS et STEP 7-Micro/Win pour des applications autonomes simples sur SIMATIC S7 – 200.
• STEP 7 pour des applications sur SIMATIC S7-300/400, SIMATIC M7-300/400 et SIMATIC C7 présentant des fonctionnalités supplémentaires :
  • • Possibilité d’extension grâce aux applications proposées par l’industrie logicielle SIMATIC (voir aussi Possibilités d’extension du logiciel de base STEP 7)
    • Possibilité de paramétrage de modules fonctionnels et de modules de communication
    • Forçage et fonctionnement multiprocesseur
    • Communication par données globales
    • Transfert de données commandé par événement à l’aide de blocs de communication et de blocs fonctionnels
    • Configuration de liaisons STEP 7 fait l’objet du présent manuel d’utilisation, STEP 7- Micro étant décrit dans la documentation « STEP 7-Micro/DOS ».

III.2-Logiciel de base STEP 7

Les langages de programmation SIMATIC intégrés à STEP 7 répondent à la

La logique floue et la combinaison des règles et défuzzification

Chapitre II : Logique floue

II.1- Introduction à la logique floue

L’esprit humain manipule essentiellement des notions qualitatives lorsqu’il traite de l’information, et n’utilise le quantitatif qu’en deuxième ressort pour améliorer ce traitement d’information. Il manipule si mal par lui-même le quantitatif qu’il a besoin d’un support matériel pour le traiter : papier-crayon, calculateur…

Cette manipulation de notions qualitatives donne d’étonnants résultats : un individu se contente pour conduire un véhicule de notions vagues du genre « aller plus vite », «braquer un peu », etc. De la même façon, on dira qu’il fait très froid, froid, chaud ou très chaud, sans y faire correspondre une température précise.

La logique ou la commande floue a pour objet la manipulation par la machine de notions imprécises. Il fournit une méthodologie rigoureuse pour la mise en œuvre de raisonnements qui, en fait, se sentent familiers. La logique floue a été introduite en 1965 par L.A. Zadeh.

Ses principes ont été appliqués en 1974 par E.H. Mamdani à la construction d’un premier contrôleur

Réalisation d’un PID sous STEP7 avec le bloc de régulation

I.9- Choix et paramétrage du régulateur

Pour l’obtention d’un résultat de régulation satisfaisant, le choix du type de régulateur est déterminant.

Le paramétrage de celui-ci n’en est pas moins important, il faut donc judicieusement choisir les constantes Kp, Ti (Tn) et Td(Tv). Un compromis va généralement devoir être fait entre un système stable mais lent, et une régulation rapide avec des risques d’oscillation et donc d’instabilité.

Dans le cas d’un système non linéaire où il peut être défini un point de fonctionnement, les paramètres du régulateur devront être adaptés au comportement du système autour de ce point. S’il n’est pas possible de définir un point de fonctionnement, il faut trouver une régulation qui soit suffisamment rapide et stable pour convenir à toute la plage de travail.

En pratique, les régulateurs sont généralement paramétrés avec des valeurs obtenues de façon expérimentale. Si ces paramètres ne sont pas satisfaisants, il faudra alors pratiquer une analyse précise du système en utilisant différentes techniques ou théories pour déterminer les réglages adéquats.

Une méthode d’analyse

Régulation PID, qualités attendues et Type de régulateurs

I.5- Qualités attendues d’une régulation

Les qualités exigées les plus rencontrées industriellement sont la stabilité, la précision et la rapidité d’une grandeur à réguler.

I.5.1Stabilité

La qualité essentielle pour un système régulé, et donc exigée à tout prix, est la stabilité. En effet un système instable se caractérise soit par des oscillations d’amplitude de plus en plus grande de la grandeur observée soit par une croissance irréversible négative ou positive de la grandeur observée.

Dans les deux cas, l’objectif de la régulation n’est bien entendu pas atteint, mais surtout il y’a risque de détérioration physique du procédé et donc d’insécurité.

I.5.2Précision

I.5.2.1. Précision statique

Il est naturel d’évaluer la précision d’un système régulé en comparant l’objectif atteint par rapport à celui exigé. La précision d’un système régulé se mesure donc à l’écart entre la consigne demandée et la mesure en régime permanent ; on parle alors de précision statique. Plus l’écart statique est petit, plus le système est précis.

L’évaluation de la précision statique s’effectue en réalisant une variation rapide de consigne