Les régulateurs PID sont-ils toujours d'actualité ?
Alors que les technologies de calcul progressent, le rôle du régulateur PID (proportionnel, intégral, dérivé) est remis en question.
Les process se sont transformés et reflètent un niveau d'exigence supérieur qui débouche sur des solutions nouvelles et émergentes.
Les régulateurs PID ont-ils toujours leur place dans les applications industrielles ? Dans ce billet, Johann Lainer, spécialiste senior des communications marketing chez Watlow, une entreprise spécialiste des régulateurs de température industriels, explique pourquoi les régulateurs PID restent un outil précieux pour l'industrie.
Les régulateurs PID interviennent dans la plupart des applications de contrôle de process automatiques pour réguler le débit, la température, la pression, le niveau et bien d'autres variables propres aux process industriels. La technologie PID existe depuis près d'un siècle. L'ingénieur russo-américain Nicolas Minorsky a développé la loi formelle de contrôle en 1922, mieux connue sous l'appellation PID. Ce fut une solution populaire pendant de nombreuses années, car le régulateur PID peut être implémenté dans les circuits analogiques. Ensuite, au cours des années 80, les capacités de calcul ont augmenté et cette solution était d'autant plus populaire qu'elle n'impliquait pas de ressources multiples.L'une des applications les plus courantes de la technologie PID est le régulateur de vitesse des voitures. Le conducteur sélectionne la vitesse à tenir, qui devient alors le point de référence. L'entrée est la vitesse de la voiture, tandis que la sortie est l'accélérateur. Lorsque le véhicule monte une côte et perd de la vitesse, le régulateur PID calcule les conditions nécessaires pour maintenir le point de référence. La voiture accélère en fonction de la quantité de carburant apportée au moteur. Lorsque le véhicule descend, le contrôleur PID réduit le flux de carburant pour revenir à la vitesse de référence.
Où utiliser les régulateurs PID
Si votre application consiste à maintenir la température ou la pression, une boucle PID est une solution adéquate. Cependant, les cas d'utilisation des régulateurs PID dépendent des circonstances. Prenons par exemple un minibus et une voiture de course. Ces deux véhicules transportent des personnes, mais la voiture de sport n'a guère d'utilité pour une famille de sept. De même, les contrôleurs PID ne conviennent pas dans toutes les situations, mais restent importants dans certains cas.Si votre application implique de maintenir la température ou la pression, une boucle PID est probablement la meilleure solution. Cependant, le contrôleur PID peut ne pas convenir pour les phases de démarrage et d'arrêt du processus. Comprendre l'étendue réelle du système est essentiel pour déterminer si un régulateur PID est adapté à votre installation.
Les régulateurs PID ont été mis à niveau
Les régulateurs PID restent populaires pour différentes raisons. La technologie est simple à comprendre et, pour la plupart des applications, efficace. Cependant, les avancées dans le domaine des régulateurs peuvent avoir plusieurs avantages. Les contrôleurs modernisés peuvent permettre de gagner du temps en réduisant les périodes d'indisponibilité, ce qui accélère la production, réduit la consommation de carburant et permet de réaliser des économies, ou tout autre type d'avantage.
Les technologies émergentes sont conçues pour rétablir le point de référence idéal plus rapidement, tout en évitant de le dépasser. Enfin, même avec des gains marginaux d'efficacité du processus, les entreprises peuvent gagner du temps et de l'argent.Dans certains cas, l'utilisation de modules complémentaires ou de plusieurs PID ouvre de nouvelles possibilités. Par exemple, les régulateurs d'avance font office de module complémentaire des régulateurs PID en les aidant à atteindre le point de référence de façon à la fois plus rapide et fiable. Si l'implémentation d'un contrôleur d'avance est plus coûteuse, et peut prendre plus de temps, elle a pour avantage un gain de temps, une réduction de la consommation énergétique et des coûts de maintenance inférieurs.La commande prédictive (MPC) coordonne les entrées et les sorties du système pour prendre des décisions de commandes ultra-efficaces.
D'autre part, les MPC ont un horizon de prédiction qui leur permet d'anticiper ce qui va se produire en fonction des entrées du système. Si les régulateurs PID traditionnels tendent à s'adapter à toutes les solutions, la commande prédictive (MPC) doit être adaptée au système dans lequel elle opère.Les régulateurs prioritaires utilisent deux régulateurs PID pour calculer des variables de process distinctes et un commutateur pour sélectionner la sortie du régulateur. Le commutateur détermine le régulateur PID à suivre en fonction d'une condition donnée, telle que la sortie la plus importante ou la plus faible.Si ces configurations sont un peu plus complexes que l'utilisation d'un PID unique, elles permettent d'obtenir des améliorations marginales qui pourront donner l'avantage à votre société.
Faire le bon choix
Les solutions pour les applications industrielles sont si nombreuses qu'il peut être difficile de s'y retrouver. C'est pour cette raison, que des entreprises telles que Watlow, qui fabrique des équipements thermiques depuis 1922, peuvent simplifier la prise de décision. Les experts de Watlow peuvent accompagner l'optimisation de vos solutions pour obtenir les résultats voulus. Cela inclut les conseils sur toute une gamme de régulateurs de température et de process, avec notamment les modèles PID pour différents processus.
Alors que les avancées technologiques semblaient reléguer les PID au musée, ils se sont révélés être des équipements essentiels dans de nombreuses applications modernes. Ces régulateurs polyvalents peuvent être combinés avec des modules complémentaires pour créer des solutions flexibles, avec des résultats précis. Mais avant, il est essentiel d'en comprendre les bases et ce qui permettra d'obtenir les résultats voulus.
