Siemens SIMATIC PCS 7 Advanced Process Library V9.0 SP2 Conception Et Fonctionnement page 1012

Blocs de régulation
5.15 MPC10x10 - Régulateur prédictif de grande taille
grandeurs réglantes dans le critère de qualité est réglée habituellement à une valeur nettement
inférieure à la pondération des consignes pour les grandeurs réglées. Si les grandeurs
réglantes occasionnent des coûts (par ex. débits massiques de vapeur ou autres formes de
consommation d'énergie), les valeurs cibles des grandeurs réglantes peuvent être réglées à
une valeur légèrement inférieure à celles observées précédemment au point de
fonctionnement. Le régulateur tente alors de réduire les grandeurs réglantes (les coûts) vers
les valeurs cibles dans les limites du degré de liberté que les objectifs de régulation primaires
lui laissent. En général, les avantages de l'optimisation en ligne dynamique dans MPC10x10
sont particulièrement évidents sur les systèmes non quadratiques, car elle permet de
surmonter les restrictions liées à l'algorithme simple de ModPreCon.
Régulation de systèmes linéaires et non linéaires
L'algorithme MPC10x10 est fondé sur un modèle de processus linéaire, invariant dans le
temps. A l'instar d'un régulateur PID, il est de ce fait adapté en premier lieu à la régulation de
systèmes linéaires ou à la régulation de systèmes non linéaires au voisinage d'un point de
fonctionnement fixe.
Il existe cependant, comme pour le régulateur PID, quelques possibilités d'étendre le domaine
d'application au contexte des systèmes non linéaires :
Fonctions de compensation entre régulateur et système réglé :
L'action d'une caractéristique de vanne non linéaire peut par exemple être compensée au
moyen d'un bloc fonctionnel polygone placé entre la sortie MV du régulateur et l'entrée de
réglage du bloc vanne. Veillez dans ce cas à la mise en pratique des restrictions relatives aux
valeurs réglantes. De la même manière, l'action d'une non-linéarité à la sortie du système réglé
(p. ex. caractéristique de capteur) peut être compensée par un bloc polygone placé en amont
de l'entrée CV du régulateur. Veillez à également transformer la consigne SP correspondante
de manière équivalente. Dans les deux cas, les fonctions de compensation sont considérées
par le régulateur comme une partie du système réglé. L'objectif est toujours d'obtenir un
comportement global aussi linéaire que possible du système réglé constitué du processus et
des éléments de compensation.
Régulation de trajectoire :
Cette approche combine les avantages d'une commande à chaîne d'action ouverte
((Feedforward Control)) à ceux d'une régulation avec chaîne de réaction ((Closed Loop
Control)). Le régulateur suit une trajectoire de consigne et de valeur réglante optimisée par
anticipation, c'est-à-dire qu'il lui suffit de corriger de petits écarts entre la trajectoire enregistrée
et l'état actuel du processus. Une trajectoire comprend la courbe optimale de la valeur réglante
dans le temps et la courbe de la mesure correspondante. Les valeurs réglantes souhaitées
sont importées dans le bloc MPC10x10 via les entrées MV10Traj et additionnées aux valeurs
réglantes calculées par l'algorithme (uniquement en mode automatique). Ceci présente entre
autres l'avantage qu'en tant que somme de la trajectoire et de la contribution du régulateur, la
valeur réglante agissant effectivement sur le processus est limitée conformément à la
configuration. Les valeurs de processus issues de la trajectoire sont liées aux entrées de
consigne correspondantes SP1 ... SP10 du régulateur. Tant que le processus se comporte
exactement comme il a été planifié dans la trajectoire, il répond aux variations de valeur
réglante de la trajectoire par les variations correspondantes de la mesure et l'écart de
régulation est nul. D'une manière générale, on sait qu'il est possible de linéariser un processus
dynamique non linéaire autour d'un point de fonctionnement fixe ou autour d'une position de
repos du système. De plus, il est aussi possible de le linéariser autour d'une trajectoire.
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Advanced Process Library (V9.0 SP2)
Description fonctionnelle, 08/2018, A5E39149109-AC