Per sintonizzazione di un regolatore PID si intende la ricerca dei valori da immettere nei parametri , in modo da adeguare il comportamento del sistema controllato ai requisiti tecnici del processo ed ai vincoli dell’impianto.
Siccome esitono innumerevoli tipologie di processi che rispondono ad altrettante leggi che a volte non sono lineari è buona cosa , prima di iniziare a sitonizzare il regolatore , capire se i vari elementi del Loop sono stati dimesionati correttamente , ovvero conoscere la criticità dell’anello di regolazione che ci accingiamo a sintonizzare.
La criticità di un processo, ovvero la possibilità di regolarlo o meno con buoni risultati , può essere facilmente determinata individuando i due tipici parametri del processo che sono:
- To ( tempo morto )
- T ( costante di tempo del processo )
Su di un impianto in funzione, questi due parametri possono essere ricavati nel modo seguente:
- Portare l’impianto a regime.
- Portare il regolatore in funzionamento in manuale. (Se il regolatore fosse sprovvisto della azione bumpless, riportare il valore dell’uscita “Y” al valore che aveva durante il funzionamento in automatico).
- Attendere che il sistema si stabilizzi.
- Imporre una variazione a gradino della variabile manipolata “Y” (Variazione compresa tra il 5% e il 10%).
- Registrare l’andamento della variabile controllata “X”.
- La procedura é terminata e si può riportare tutto il sistema in funzionamento automatico.
- Sicuramente la variabile controllata “X”, fornirà un andamento come quello riportato nella figura sottostante.
Si potrà quindi tracciare la tangente al punto di flesso della curva per ricavare i
due tempi To e T. Il valore del loro rapporto definisce la criticità del processo.
- To/T ≤ 0,10 definisce un processo non critico.
- To/T ≅ 0,16 definisce un processo di mediocre criticità.
- To/T ≥ 0, 33 definisce un processo decisamente critico.
Se il processo ha dunque un rapporto To/T favorevole, il regolatore può assicurare una soddisfacente qualità di regolazione anche in presenza di forti prese di carico.
Se invece il rapporto di criticità é sfavorevole, tutte le prestazioni dell’anello di regolazione possono risultare insoddisfacenti sino ad arrivare ad una situazione di completa impossibilità di regolazione.
In questi casi é opportuno diminuire questo rapporto modificando il processo stesso ad esempio introducendo circuiti ausiliari ( Regolazioni in cascata, sistemi con feed forward etc. ) o scegliendo dei sensori con risposte più rapide o dimensionare in modo corretto gli attuatori .
Per esempio una valvola mal dimensionata può rendere impossibile la regolazione di un processo apparentemente semplice .
… continua
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