Il Regolatore PID e la sua pratica Sintonizzazione

Alessandro Brunelli - ATI Associazione Termotecnica Italiana

Metodo del Nino_Nano ... Ninetto_Nanetto Nel controllo di processo industriali, progettare e gestire l'impianto è un'impresa davvero notevole se non si utilizzano metodi e strumenti opportuni.

Difatti un generico impianto industriale comprende numerosi anelli di controllo e regolazione, spesso interagenti fra loro e voler progettare ogni sistema con le convenzionali tecniche dei diagrammi di Bode, di Nyquist o di Nichols richiede notevole dispendio di energie e troppo tempo, anche a causa della non facile determinazione delle diverse funzioni di trasferimento dei processi componenti l'impianto, delle loro sempre non linearità, nonché delle inevitabili variazioni della dinamica del processo al variare del carico in esercizio.

Si devono pertanto adottare metodi di progettazione rapidi, che forniscano comunque prestazioni soddisfacenti, anche se non ottimali, perché quello che conta nell'ambito industriale non è comunque l'ottimo, ma il miglior compromesso costi/benefici.

In questa ottica, un progetto richiede quindi tempi di pianificazione contenuti, metodi di progetto efficienti e di rapida applicazione, realizzazione di controllori semplici e in tale contesto si inserisce il regolatore PID, ad azioni Proporzionale + Integrale + Derivativa, che, con le sue numerose varianti, gestisce la stragrande maggioranza degli anelli di regolazione presenti nell'industria di processo.

I motivi del suo successo risiedono in: - considerevole efficacia nella regolazione di un'ampia gamma di processi industriali, in relazione alle specifiche assegnate; - relativa semplicità di sintonizzazione, rapportata alle capacità degli utenti e alla difficoltà delle specifiche di controllo;
- importanza e convenienza economica della standardizzazione, in termini di riduzione dei costi di progetto, implementazione e manutenzione;
- inutilità nel cercare algoritmi di controllo più sofisticati dal momento che spesso le prestazioni scadenti della regolazione sono determinate dai problemi dei sensori e negli attuatori, quali: staratura dei sensori, attriti nelle valvole, ecc.

Quindi, il regolatore PID, rappresenta ancora oggi lo strumento fondamentale degli schemi di controllo più o meno articolati, che può fornire ottimali prestazioni nei vari processi industriali.

SCHEMA DI REGOLAZIONE

Lo schema tipico di regolazione dei vari anelli di controllo è illustrato in figura 1, dove, nel processo da controllare, ne viene dapprima misurata dai sensori la variabile di processo, e successivamente elaborata dal regolatore rispetto il valore desiderato o setpoint, e infine controllata dall'attuatore di regolazione, nella cosiddetta regolazione in retroazione.

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