Chauffage ⇒ Paramétrer la régulation PID

[funkystuff]

Bonjour à tous

Je créé ce post pour avoir vos avis, expérience quant au réglage des 3 paramètres qui définissent une régulation P.I.D.

Je sais que nous sommes nombreux à utiliser ce genre de PID : [thumbnail=left]http://i2.cdscdn.com/pdt2/3/8/7/1/700x7 ... leur-c.jpg[/thumbnail]
Certains pour du refroidissement, d'autres pour je-ne-sais-quoi Moi ce qui m'intéresse c'est le chauffage lors de l’empâtage

J'ai brassé ce dimanche et je ne suis pas très satisfait de la régulation, donc j'aimerai l'améliorer ! Samedi j'ai terminé mon installation de pompe de recirculation sur la cuve, donc je me suis dis que l'inertie et la réponse de mon système devait très certainement avoir changée. Alors j'ai démarré "l'Auto-Tuning" du PID avec une quantité d'eau identique à un brassage habituel, mais forcément sans la maîsche Je me suis dit que c'était déjà mieux comme ça que y laisser tel quel.
Au final, une fois l'Auto-Tuning terminé c'était du grand n'importe quoi, le PID n'était pas capable de maintenir correctement la température de consigne, j'avais une oscillation importante, bref du grand n'importe quoi Du coup j'ai décidé de remettre les valeurs d'usine de la régul. Et là c'était tout de suite mieux ! Du coup j'ai tout laissé comme ça pour mon brassage du lendemain.


Le lendemain j'ai constaté que les réglages d'usine sont "pas pires" mais que ça mériterait d'être peaufiné.
Je me suis dit alors que tous mes petits copains brassams pourraient sûrement me filer un petit coup de main

Pourriez-vous me communiquer vos valeurs P I et D ? Je pense qu'il serait intéressant de comparer nos valeurs respectives, tout en complétant d'un petit commentaire du genre "j'ai du mal à maintenir la consigne" ou encore "lors de la montée, j'ai un gros dépassement avant de retomber en régime stationnaire" etc etc Tout ce ceci dans le but de pouvoir comparer les réaction des systèmes et les valeurs.

Egalement tout ceci est à prendre avec des pincettes car chaque système est bien différent en terme de puissance de chauffe, volume de brassage, isolation de la cuve, recirculation, mélangeur....
Cependant je reste à penser que de près ou de loin, le dimensionnement doit être proportionnellement pas si éloigné que ça car au final, on fait la même chose mais dans des dimensionnements différents c'est tout ! Nous agissons sur les même paramètres et évoluons sur les même fourchettes de température.


Par exemple, voici ma config et mes paramètres :

Cuve empâtage Bergland inox 33L
Camco 2 500W associé à un faux fond inox
recirculation du moût en permanence avec une pompe (prise sous le faux fond puis renvoyée en haut de la cuve)
Rex-C100 avec comme valeurs P=3 / I = 240 / D=60 EDIT : ces valeurs sont fausses je me suis trompé, les bonnes valeurs sont 2 réponses plus bas

Constat : La chauffe se passe bien, cependant je trouve que j'ai un dépassement (trop) important lors de l'arrivée sur un nouveau palier. Après au niveau maintient de la température ça se passe plutôt bien.

Ahh et pis j'ai presque oublié mais je m'en sert aussi pour l'ébullition mais là je n'ai vraiment aucun problème car par chance mon système est parfaitement dimensionné : je mets une consigne à 103°C - qu'il n'atteindra jamais car je dépasse pas les 97°C environ (j'suis en altitude !! ) et ça chauffe à fond en permanence et j'ai une ébullition tip top la classe sans rien faire !! Rien à gérer j'vous dis

Merci d'avance de vos retours

[n.master]

Salut,
Tes réglages sont très curieux !
Le paramètre P, gère la correction proportionelle, le fait qu'il ait un coefficient plus faible que les autres, c'est juste très très bizarre.
Il devrait en quelque sorte être le paramètre "pilote" aidé par les deux autres.
un système avec uniquement le paramètre P, ça existe, et ça marche !

je te cite ce que j'avais dit à Thomas22700 lors de la mise au point de son système :

Pour le PID il y a des méthodes de réglage sur le net, mais c'est jamais très simple à comprendre...
Surtout pour un régulateur de température dont l'inertie est élevée, et où un essai à vite fait de prendre des heures...
Pour ma part, ce qui semble bien marcher, c'est un coefficient P assez élevé, un coefficient D d'a peu près 0.1 x P et le coefficient I à 0 ou alors très petit.

On va partir dans l'idée que tes réglages se font de 0 à 100

Le coef P sert à corriger en proportionnelle : si on suppose que ton écart de température est de 5° par rapport à la consigne, un coef P réglé sur 5% va envoyer une consigne de 5%*5 = 25%
La puissance en sortie sera donc à 25%

Ca va de soi qu'on ne va pas aller loin si on a que 25% de chauffe avec 5° d'écart

Du coup, moi j'ai réglé de sorte à avoir 100% de chauffe dès qu'on a plus de 2° d'écart sur la température de consigne
Ce qui correspondrait à un réglage sur 50 dans ton cas. 50*2° d'écart = 100% de puissance en sortie.

Si ça "Overshoote" autrement dit si la température dépasse la consigne assez franchement. Il faut baisser ce paramètre.

Ensuite, le coef dérivée c'est (à mon sens) ce qui rend un PID intéressant :
L'idée, c'est d'analyser la variation de la température en fonction du temps.
En gros, il faut s'imaginer qu'on va tracer la courbe de température en fonction du temps, et on va observer à quelle vitesse la température évolue.

On mesure donc la pente de la courbe, ce qui en mathématiques s'apelle .... la dérivée !
Si la pente est forte, on monte vite en température, si elle monte de 2° par minute on sait que la prochaine mesure à bien des chances d'être plus grande, si elle est nulle, on est au pic de température etc..

Ca c'est pour le côté mathématique de la chose.

En pratique, le réglage D va rendre notre système auto-adaptatif :
Avec un paramètre D à 0, on ne fait que corriger une erreur proportionellement. 0° d'écart, 0% de puissance, 1° d'écart 50% de puissance, etc..

Mais supposons qu'en mettant seulement 50% de puissance de chauffe, ma température continue de descendre ?
Que va faire le système ? laisser redescendre lamentablement jusqu'a ce que la puissance de sortie redonne un certain équilibre ?

C'est là que notre dérivée intervient.
Avec un paramètre D non nul, si la consigne est à 50° et que le système est à 49°, peu importe que la puissance de sortie soit trop faible, à chaque fois qu'il enregistrera une variation de température plus faible que la précédente (dérivée négative), il va augmenter la puisssance en sortie
C'est assez génial, mais là, difficile de faire un calcul pour dire quel réglage appliquer.
Il vaut mieux partir assez faible, sinon on risque l'oscillation. Imaginez qu'on soit à 0.1° de la température de consigne, le paramètre P avait calmé le jeu en envoyant une puissance de sortie presque nulle, mais on a mis le paramètre dérivée trop fort.
du coup il va monter d'un seul coup à 100% de chauffe, et on va allègrement dépasser la consigne.
Si on le règle faible, à chaque calcul il ajustera la sortie de quelques pourcents. Ca mettra du temps, mais ça va finir par tangeanter la température de consigne.

Le paramètre I, c'est l'intégrale.
Il va analyser l'amplitude de l'erreur, et sa durée dans le temps.
J'ai pas trop joué avec ce paramètre. Ce que je sais, c'est que si on joue un peu trop dessus, ça va partir en live et vite fait !
Vu l'inertie d'une cuve, la durée de l'erreur va rapidement donner du poids au paramètre intégral. Donc si on essaye de s'en servir, partir très très petit au départ, et voir si ça améliore ou non.

Bon, c'est l'expérience que j'ai constaté avec un automate de ma fabrication. Difficile de savoir si nos fabricants du bout du monde utilisent 100% la même logique....

[theophae]

Avec ces bestioles là tu as un mode auto-tune. Il suffit de l'activer et de balancer une commande et d'attendre qu'il soit stabilisé à la température voulue. Il va régler ces paramètres tout seul.

[funkystuff]

Avec ces bestioles là tu as un mode auto-tune. Il suffit de l'activer et de balancer une commande et d'attendre qu'il soit stabilisé à la température voulue. Il va régler ces paramètres tout seul.

Relis mon 1er post j'ai essayé l'auto-tune et c'était tout pourri !! Pas convaincu du tout de cette affaire !

Alors gros grosse correction je me suis sévèrement fourvoyé dans mes valeurs
En réalité, actuellement mes valeurs sont : P=3 I=5 D=1
Dans la doc de mon PID :
P est sans unité, c'est un coefficient
I en secondes avec une plage de 1-3600 sec
D en secondes avec une plage de 1-3600 sec

Sinon un grand merci pour tes explications n.master Je comprends tes explications ! Et c'est déjà énorme

Du coup par rapport à mes paramètres j'ai du mal à transposer des explications car les paramètres I et D sont exprimés en secondes par rapport à une plage. Il faut regarder la proportionnalité par rapport à la plage ?

J'avoue que je commence à être perdu là !!

[theophae]

Mea coulpa ! J'ai voulu répondre trop vite sans lire tout ton post.
Merci à n.master pour tes explications, je pense que ça peut aider pas mal de monde ici

[n.master]

Si la variable est en secondes, c'est un peu différent dans mes explications :

Td, c'est la constante pour le calcul de la dérivée. Plus la valeur sera élevée, plus ça va limiter le dépassement de consigne. Par contre ça va aussi ralentir la vitesse de réaction. Augmenter la valeur devrait "arrondir" la courbe de montée en température
Ti = temps d'intégration. Ce paramètre marche "à l'envers" c'est à dire que si on le diminue, la correction se fera plus vite, mais on risque un dépassement plus important. on peut partir sur une valeur très grande au départ pour l'inhiber, et diminuer ensuite si on trouve que le système manque de vivacité.

Bon, j'ai rien inventé dans mes explications, c'est pompé en bonne partie sur wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/Régulateur_PID
Voici d'ailleurs une image qu'ils donnent pour résumer :


Si on veut faire académique, on commence par régler P :

On veut que la consigne dépasse de 15% la valeur annoncée
Donc si on met 70°on veut que ça monte à 80° (oui carément)

Ensuite on monte D jusqu'a ce que la montée en température ne dépasse plus la consigne

Et en dernier lieu on diminue I pour que le système soit "moins mou"

Le problème c'est que si tu fais 15 essais avec 20 litres d'eau à chaque fois, ça va mettre 2 ans..

Moi pour gagner du temps, j'ai mis que 10L d'eau, et j'ai commencé par essayer de 20° à 40 , puis j'ai ajusté et refait un test de 40 à 60 , puis de 60 à 80
Et ensuite on recommence car l'eau et la chaleur c'est pas franchement une loi proportionelle qui s'applique

Au dernier essai pour valider il faudra se mettre en situation réelle : donc 68° (valeur moyenne utile au brassage) et quantité d'eau maxi pendant l'empatage.

Ou alors on peut choisir de faire moins académique, et mettre une valeur moyenne sur P, assez faible sur D, et très élevée sur I

Et ensuite on tâtonne jusqu'a ce que ça soit satisfaisant

A savoir que je dit peut être des conneries, j'ai pas eu 36 PID entre le mains, je ne partage que ma modeste expérience sur un algorithme utilisé dans ma machine automatisée.
Donc si d'autres sont plus précis, manifestez vous, je suis pas ingénieur en PID

[funkystuff]

Ahh bah justement, en // de tes explications j'essayais de faire la comparaison avec la page wikipédia et j'avais du mal à comprendre

Je pense avoir une idée bien plus claire du rôle et de l'impact des paramètres PID. Egalement j'ai une meilleure vision des influences sur le système et des ordres de grandeurs qu'il faudrait adopter.

En revanche, va falloir faire des essais !

Dis moi ce que tu en penses, j'imagine partir sur des essais avec ça :
P=40
I=3000
D=1500

A partir de là je vais essayer, puis augmenter progressivement D afin de corriger le dépassement et voir à quel point ça influe et si ça reste stable et à peu près réactif.
Je te remercie pour tes explications n.master c'est super intéressant

Aussi theophae je serais intéressé de connaître tes valeurs par pure curiosité ! Car je sais que nous avons exactement le même modèle de PID et une cuve avec Camco dans le même esprit !

[theophae]

Aussi theophae je serais intéressé de connaître tes valeurs par pure curiosité ! Car je sais que nous avons exactement le même modèle de PID et une cuve avec Camco dans le même esprit !

Pour l'instant c'est des valeur d'auto-tune. Mais je ne suis pas encore satisfait de la régulation. il faudrait que j'arrive à régler le PID pour que la correction de température soit très douce. Pour l'instant je préfère couper le PID quand je ne suis pas à coté.

Mon principale problème vient de la recirculation qui est très compliquée en début d’empâtage, à cause des farines, ce qui a tendance à colmater mon faux fond. J'ai acheté un lot de vis inox pour renforcer les points d'appui de mon faux fond qui sont un peu faiblards. C'est ça qui fait la différence entre le réglage à la cuve pleine d'eau ou avec de la maische.

Je suis ce topic pour avoir des retours sur vos différents réglage, et je posterais mes résultats également. À plusieurs on arrivera mieux à cerner le réglage.

[funkystuff]

[HS] Moi aussi lors de ma première utilisation de la pompe de recirculation je me suis fait avoir ! D'une j'avais pas mal de flocons dans ma recette, de fait des paquets de flocons agglutinés ce sont formés et ont réussi à colmater mon faux fond. De deux, j'ai réussi à boucher ma pompe avec des grains qui sont passés sous le faux fond Mais elle s'est débouchée toute seule Bref à un moment donné au début de l'empâtage ma pompe s'est bloquée et j'ai cherché à soutirer par ma vanne mais j'étais à sec, plus rien sous le faux fond !!
Pour conclure, je pense la prochaine fois attendre 10 bonnes minutes après l'ajout du grain pour allumer la pompe, ainsi la maïsche sera uniforme, le grain bien humide et ça sera beaucoup mieux ! [/HS]

Yes n'hésites pas à nous faire part de tes réglages ça nous servira et à de futurs utilisateurs aussi