Conception d'une stratégie de régulation

Vous pouvez concevoir une stratégie de régulation en créant un organigramme qui comprend le procédé physique ainsi que les éléments de régulation, tels que les valves et les mesures. Incluez également un système de rétroaction à partir du processus ainsi que tous les calculs nécessaires. Vous pouvez alors utiliser les VIs PID, associés aux VIs et fonctions mathématiques et logiques de LabVIEW, pour transcrire l'organigramme sous forme de diagramme LabVIEW.

L'image ci-dessous représente un exemple d'organigramme de régulation :

L'image suivante représente le diagramme LabVIEW équivalent :

Dans les images ci-dessus, TD est le transmetteur de débit, TN est le transmetteur de niveau, NR est le niveau de régulation et C est la consigne. Les seuls éléments absents de ce VI simplifié sont les paramètres de réglage en boucle et la commutation automatique/manuel.

Vous pouvez gérer les entrées et les sorties via des périphériques DAQ, des modules d'E/S FieldPoint, des instruments GPIB ou des ports d'E/S série. Vous pouvez ajuster les intervalles d'interrogation en temps réel. Les intervalles d'interrogation ne sont limités que par le matériel et par le nombre et la complexité graphique de vos VIs.

Définition du cadencement

Les VIs PID et PID - Avance-Retard sont dépendants du temps. Un VI peut obtenir des informations de cadencement soit à partir d'une valeur spécifiée dans la commande de temps du cycle, dt, soit à partir d'un compteur, tel que ceux utilisés dans les VIs PID. Si dt est inférieur ou égal à zéro, le VI calcule le nouveau cadencement à chaque fois que LabVIEW l'appelle. À chaque appel, le VI mesure le temps écoulé depuis le dernier appel et utilise cette différence dans ses calculs. Si vous appelez un VI depuis une boucle While qui utilise l'un des VIs ou fonctions de temps de LabVIEW, vous pouvez obtenir un cadencement assez régulier, et le compteur interne compense les variations. Cependant, la résolution de la fonction Compteur d'impulsions d'horloge (ms) est limitée à 1 ms.

Si dt est une valeur positive en secondes, le VI utilise cette valeur dans les calculs, quel que soit le temps écoulé. National Instruments vous recommande d'utiliser cette méthode pour les boucles rapides, comme lorsque vous utilisez du matériel d'acquisition pour mesurer le temps en entrée du régulateur ou d'applications temps réel. Reportez-vous aux VIs d'exemple situés dans le répertoire labview\examples\control\PID pour consulter des exemples d'utilisation du cadencement dans les VIs PID.

Remarque  Si vous avez installé NI-DAQmx, vous pouvez également consulter des exemples pertinents dans le répertoire labview\examples\DAQmx\Control\Control.llb.

D'après la théorie de la régulation, un système de contrôle doit échantillonner un processus physique à une fréquence environ dix fois plus élevée que la constante de temps la plus grande du processus physique. Par exemple, une constante de temps de 60 secondes est typique pour une boucle de régulation de la température d'un petit système. Dans ce cas, un temps de cycle d'environ 6 secondes est suffisant. Des cycles plus rapides n'améliorent pas les performances. En réalité, une exécution trop rapide de tous vos VIs de contrôle risque de dégrader le temps de réponse de votre application LabVIEW.

Tous les VIs se trouvant à l'intérieur d'une boucle s'exécutent une fois par itération avec le même temps de cycle. Pour exécuter plusieurs VIs de contrôle avec des temps de cycle différents tout en maintenant un partage des données entre eux, comme par exemple, dans un système en cascade, les VIs doivent être séparés en boucles While cadencées de manière indépendante. Le diagramme suivant montre un système de régulation en cascade comprenant deux boucles While indépendamment cadencées.

Une variable globale transmet la valeur de la sortie du VI PID de la boucle A à l'entrée variable du processus du VI PID de la boucle B. Vous pouvez placer les deux boucles While sur un même diagramme ou dans des VIs distincts. Utilisez d'autres variables globales ou locales pour transmettre toute autre donnée nécessaire d'une boucle While à l'autre.

Si la face-avant de votre VI ne contient pas de graphique que LabVIEW doit régulièrement mettre à jour, les VIs PID peuvent s'exécuter à des fréquences de l'ordre du kilohertz (kHz). Cependant, des actions telles que le déplacement de la souris et le défilement de la fenêtre interfèrent avec ces fréquences.