Formation développée afin de montrer différentes methods d'optimisation de contrôleurs - utilisation d'un modèle sur Hysys Dynamics Workshop exposing several methods to optimize tuning parameters of controllers

1. Maitriser votre unité de production
Atelier d’optimisation de contrôleurs
en simulation dynamique
Par Laetitia Kitissou et
Sergio Joao
Lundi 23 avril 2018 2018
(Goddie Chemicals International Limited, 2018)

2. Objectifs
 Acquérir des méthodes efficaces en simulation dynamique afin
d’optimiser la performance de contrôleurs
 Simuler differents scénarios d’opération et perturbations possibles
en usine
2

3. Plan de formation
 Optimisation étape par étape de boucles de contrôle simple
 Conception étape par étape de boucles de commandes avancées
 Conception étape par étape d’une logique autour d’une pompe
3

4. Optimisation des contrôleurs pas à pas
Observation du
comportement des
contrôleurs
Application de
méthodes
d’optimisation
Analyse de
perfomance des
contrôleurs
Si la performance des
contrôleurs ne
rencontre pas les
spécifications voulues
1 2 3
4
Formation-marche à suivre

5. Simulation dynamique Hysys
5

6.  Optimisation étape par étape de boucle de
contrôle simple
(Mitsubishi Electrics, 2018)

7. Procédure
 Étape 1- Spécifier les données de procédé à enregistrer
 Étape 2- Spécifier le temps d’enregistrement des données
 Étape 3- Faire apparaitre les courbes de tendance disponibles dans
le strip chart
 Étape 4- Changer le point de consigne du contrôle
 Étape 5- Enregistrer les données de procédé en .CVS
 Étape 6- Convertir les données de procédé en .xlsx (données
exploitables sur Excel)
7
Observation Application Analyse
1 2 3

8. Étape 1- Spécifier les données
de procédé à enregistrer
8
Observation Application Analyse
1 2 3
ONGLET PARAMÈTRES
STRIP CHARTS
NAME
FIC-101
1
2
3
4
5

9. Étape 1- Spécifier les données
de procédé à enregistrer
9
1
2
Observation Application Analyse
1 2 3

10. Étape 1- Spécifier les données
de procédé à enregistrer
(suite)
10
ONGLET PARAMÈTRES
EDIT Objet-FIC-101
Variable : SP,PV
OP
Objet-FEED,3
MASSFLOW
PRESSURE
Std Ideal vol flow
Objet-FCV-101
Actuator current
position
Actuator desired
position
1
2
21
Observation Application Analyse
1 2 3

11. Étape 2-Spécifier le temps
d’enregistrement des
données
11
ONGLET PARAMÈTRES
LOGGER SIZE
(#SAMPLES)
1800 échantillons
SAMPLE INTERVAL 1 seconde
Observation Application Analyse
1 2 3

12. Étape 2- Autres contrôleurs
 Reproduire la même procédure pour les autres contrôleurs avec les
paramètres suivants
12
CONTROLEURS ONGLET PARAMÈTRES
TIC-101 EDIT TIC-101-PV,OP,SP
5-TEMPERATURE
TCV-101- Actuator desired/current position
LIC-103 EDIT LIC-103-PV,OP,SP
V-105- Level tap- L103
LCV-103- Actuator desired/current position
LIC-104 EDIT LIC-104-Lower/higher dead band, threshold
V-105- Level tap- L104
LCV-104- Actuator desired/current position
PIC-102 EDIT PIC-102-PV,OP,SP
7-Pressure
PCV-102B- Actuator desired/current position
ONGLET PARAMÈTRES
LOGGER SIZE
(#SAMPLES)
1800
SAMPLE INTERVAL 1 seconde
Observation Application Analyse
1 2 3

13. Étape 3- Faire apparaitre les
courbes de tendance
13
2
Lancer la
simulation !
1
Observation Application Analyse
1 2 3

14. Étape 4- Changer le point de
consigne du contrôle
MODULE ONGLET PARAMÈTRES
FIC-101 PARAMETERS SP= 110 m3/h
Mode Auto
TIC-101 PARAMETERS SP= 55°C
Mode Manual
LIC-103 PARAMETERS SP= 55 (%Vol)
Mode Auto
PIC-102 PARAMETERS SP= 10 bar-g
Mode Manual
14
1
Observation Application Analyse
1 2 3

15. Étape 4-Changer le point de
consigne du contrôle
(suite)
15
1- Lors du changement du
point de consigne du
contrôleur FIC mettre TIC-
101 et PIC-102 en mode
MANUAL
1
2
Observation Application Analyse
1 2 3

16. Étape 5- Enregistrer les données
de procédé en .CVS
16
1 2
3
1- Une fois que la phase de
transition, suite au changement
de consigne, est terminée et
qu’il y a présence d’une
nouvelle phase constante
enregistrer les données
Observation Application Analyse
1 2 3

17. Étape 6- Convertir les données
de procédé en .xlsx (données
exploitables sur Excel)
 Reproduire la procédure pour les autres contrôleurs
17
1
2- Sélectionner une colonne
3- cliquer sur l’onglet convertir
Observation Application Analyse
1 2 3

18. Exemples-LIC-103-PI
18
25
30
35
40
45
50
55
-20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00
Positionactuateur(%)
Temps (min)
LIC103-OP
49
51
53
55
57
59
-20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00
NiveaudeliquideV-105
Temps (min)
LIC103-PV/Consigne
LIC103-PV Consigne
SET POINT (SP) OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
50 %vol 42.7% 50 %vol
SET POINT (SP) OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
55%vol 41.2% 110 m3/h
t>>0
t<0
Observation Application Analyse
1 2 3

19. Étape 1-Exemples-FIC-101-PI
19
76.5
77
77.5
78
78.5
79
79.5
80
80.5
81
-10.00 -5.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00
Positionactuateur(%)
Temps (min)
FIC101-OP
98
100
102
104
106
108
110
112
-10.00 -5.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00
Débitvolumique(m3/h)
Temps (min)
FIC101-PV
FIC101-PV Consigne
SET POINT (SP) OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
100 m3/h 76.75 % 100 m3/h
SET POINT (SP) OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
110 m3/h 79.25 % 110 m3/h
t>>0
t<0
Observation Application Analyse
1 2 3

20. Exemples-TIC-101-PI
20
49
54
59
64
-15.00 5.00 25.00 45.00 65.00
Positionactuateur(%)
Temps (min)
TIC101-OP
47
49
51
53
55
57
59
61
-15.00 5.00 25.00 45.00 65.00
Température(C)
Temps (min)
TIC101-PV/Consigne
TIC101-PV Consigne
SET POINT (SP) OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
50°C 50.1-51.7% 49-51°C
SET POINT (SP) OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
55°C 54-59 % 54-56.6°C
t>>0
t<0
Observation Application Analyse
1 2 3

21. Exemples-PIC-102-PI
21
45
50
55
60
65
70
-7.00 -2.00 3.00 8.00 13.00 18.00 23.00 28.00
Positionactuateur(%)
Temps (min)
PIC102-OP
9.5
10
10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
-7.00 -2.00 3.00 8.00 13.00 18.00 23.00 28.00
PressionsortieV-105(bar-g)
Temps (min)
PIC102-PV/Consigne
PIC102-PV Consigne
SET POINT (SP) OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
10 bar-g 67.01% 10 bar-g
SET POINT (SP) OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
12 bar-g 56.76% 12 bar-g
t>>0
t<0
Observation Application Analyse
1 2 3

22. Exemples-LIC-104-ON/OFF
22
Observation du
comportement des
contrôleurs
Application de
méthodes
d’optimisation
Analyse de
perfomande des
contrôleurs
1 2 3
35
45
55
65
75
85
95
-30.00 -20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00
Niveaudanslabottine(%vol)
Temps (min)
LIC104-PV/Limite
LIC104-PV
condition limite
Zone morte
inferieur
0
20
40
60
80
100
120
-30.00 -20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00
Positionactuateur(%)
Temps (min)
LIC104-OP
Position réel
actuateur
Position
voulue
actuateur
THRESHOLD OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
75 % vol 0-100% 40-75 %vol
THRESHOLD OUTPUT (OP) PROCESS VARIABLE (PV)
85% vol 0-100% 48-85 %vol
t>>0
t<0

23. Remarque : analyse des
courbes de tendance
23
L’analyse des courbes avec les paramètres de régulation initiaux permet :
- D’identifier les paramètres de procédé à améliorer (Temps de réponse, présence de
dépassements ou oscillations, erreurs, etc.)
- De se familiariser avec l’outils de simulation Hysys Dynamics
Selon le système étudié (niveau du réservoir V-105, niveau de la bottine, température
d’entrée du réservoir V-105, etc.), il se peut qu’un des paramètres de procédé soit plus ou
moins tolérable ( Ex : minimiser oscillations et dépassement pour le contrôle du niveau du
réservoir V-105)
Observation Application Analyse
1 2 3

24. Résumé
 Étape 1- Spécifier les données de procédé à enregistrer
 Étape 2- Spécifier le temps d’enregistrement des données
 Étape 3- Faire apparaitre les courbes de tendance disponibles dans
le strip chart
 Étape 4- Changer le point de consigne du contrôle
 Étape 5- Enregistrer les données de procédé en .CVS
 Étape 6- Convertir les données de procédé en .xlsx (données
exploitables sur Excel)
24
Observation Application Analyse
1 2 3

25.  Étape 1- Méthode de Ziegler-Nichols
 Étape 2- Méthode de Tyreus-Luybens
25
Procédure Observation Application Analyse
1 2 3

26. 1ere partie uniquement