Cascade - Watlow F4 Série Manuel De L'utilisateur

Cascade

La régulation en cascade est une stratégie de régulation
dans laquelle une boucle de régulation fournit le point de
consigne pour une autre boucle. La cascade est utilisée
pour réduire le dépassement et augmenter les
performances des systèmes thermiques ayant de longues
périodes de décalage.
Le graphique ci-contre illustre un système thermique
avec une longue période de décalage. La courbe A
représente un système de régulation à boucle unique
dont les paramètres PID permettent un taux maximum
de chauffage. Trop d'énergie est introduite et le point de
consigne est dépassé. Dans la plupart des systèmes avec
une longue période de décalage, la valeur du process peut
ne jamais s'établir à un niveau d'erreur acceptable. La
courbe C représente un système à régulation unique
réglé pour réduire le dépassement au minimum. Cela
aboutit à des taux de chauffage inacceptables,
demandant des heures pour atteindre la valeur
définitive. La courbe B représente un système en cascade
qui limite l'énergie introduite dans le système,
permettant un taux de chauffage optimal avec un
dépassement minimum.
La régulation en cascade utilise deux boucles de
régulation (externe et interne) pour contrôler le process.
La boucle externe surveille le process ou la température
des pièces, laquelle est ensuite comparée au point de
consigne. Le résultat de la comparaison, le signal
d'erreur, est actionné par les réglages d'un ensemble PID
(C1 à C5), lequel génère alors un niveau de puissance
pour la boucle externe. Le point de consigne interne est
déterminé par le niveau de puissance de la boucle
externe et les réglages des limites basse et haute du
point de consigne pour l'entrée analogique 1.
La boucle interne surveille la source d'énergie (chauffage
et refroidissement), et la compare au point de consigne
interne généré par la boucle externe. Le résultat de la
comparaison, le signal d'erreur, est actionné par les
réglages d'un ensemble PID (1 à 5), lequel génère un
niveau de puissance de sortie entre -100% et +100%. Si le
niveau de puissance est positif, le chauffage est activé ; si
le niveau de puissance est négatif, le refroidissement est
activé.
Dans les régulateurs de la série F4, la régulation en
cascade est disponible sur le canal 1. L'entrée analogique
3 est utilisée pour mesurer le process en boucle externe
tandis que l'entrée analogique 1 est utilisée pour mesurer
la source d'énergie. La puissance provenant des sources
d'énergie est fournie par les sorties 1A et 1B.
Pour configurer et régler un système pour la régulation
en cascade, voir le chapitre Exploitation.
Emplacement : page Configuration et page
Exploitation.
Watlow S érie F4
Courbe A (PID)
Point de
consigne
Courbe B (cascade)
Courbe C (régulation simple)
Figure 8.11a — Périodes de décalage de la régulation.
Point de consigne
(Pièce du process)
Signal
+
d'erreur
-
Entrée 3
Boucle externe
(Pièce du
process)
0% = Limite basse de point de consigne entrée analogique 1 = X
100% = Limite haute de point de consigne entrée analogique 1 = X
+
Entrée 1
Boucle interne -
(Source
d'énergie)
Figure 8.11b — Régulation en cascade.
Temps
Boucle externe
PID C1-C5
ES/PB x 100 = % sortie
Pourcentage de puissance
0% à 100%
Boucle
interne
(Chauffage)
0 à 100%
PID 1-5
ES/PB x 100 = % sortie
Signal
(Refroidissement)
d'erreur
0 à -100%
Dispositifs 8 .1 1