PID Relais Vanne Eau

Bonjour,
Je poste pour avoir votre avis ou retour d’expérience :wink:

La régulation PID demande un « input » et un « output » analogique pour asservir de façon efficace.

Il est donc pas logique de vouloir utiliser un relais qui est un système TOR —> Qu’en pensez vous?

Quelle type de régulation puis-je utiliser pour mon système!

Allez, c’est parti pour le pavé !!

J’ai un ballon d’eau chaude « une réserve de 50 litres » chauffé par ma chaudière, sa tº varie en fonction de la tº extérieure, ( loi d’eau entre 38 ~70°)

Mon plancher chauffant doit maintenir une tº consigne pouvant varier de 19° à 26° et la stabiliser à +- 0,5°C.

J’ai actuellement un vanne 2 voies mécanique avec thermostat deporté (posé sur le circuit départ vers le plancher) qui régule l’apport d’eau chaude dans le plancher pour maintenir la consigne à peu près stable.

Je veux remplacer cette vanne avec une motorisé,
Relais 1:
j’alimente fil A → ouverture
Ou fil B → fermeture

Relais 2:
J’alimente relais 1 ou pas !

La vanne reste dans sa position si pas alimentée et met 15secondes de butée à butée.

Remplacé le thermostat à bulbe de la vanne actuelle par une sonde ds38b20, la variation de tº est detectée en moins de 5s et est fiable au bout d’environ 10s avec une précision de 0,2°. (Testés et validé!!)

Je crois que j’ai fait le tour !!

Qu’ en pensez vous?

Merci

Bonjour

içi , si je comprends bien, l'ensemble de relais permet de commander la position de la vanne motorisée( l'angle d'ouverture de la vanne)

En gérant le temps de fermeture du contact on gère l'amplitude du mouvement de la vanne et le relais peut alors participer à une commande proportionnelle (sa présence n'impose pas du TOR à la vanne !)

Le temps de fermeture du relais (donc l'amplitude du mouvement de la vanne) peut être proportionnel à l'écart entre température observée et température de consigne , ça réalise déjà le P de PID.

Oui tout à fais !!

C’est bien là mon raisonnement !
Pour l’instant j’arrive pas à imaginer comment intégrer I et D.

Pour I tu intègres l'écart (reél -consigne) sur une certaine période et cette erreur cumulée est prise en compte pour la commande de la position de la vanne.

D ? en chauffage doutes sur son intérêt. Les quelques régulateurs que je manipule sont PI

je confirme que le D en chauffage ne sert pas à grand chose, l'inertie du système est telle qu'avec un PI c'est très suffisant (et encore, même le I c'est un peu le marteau pilon pour écraser une mouche)

Ok ok !
Super merci pour vos retours.

J’utilise un calcul du I avec un cumul l’erreur. Et c’est bien là que je ne suivais plus car je n’ai pas de prise en compte du temps!!

Or tu me parle de la période, ce qui me semble évident! Donc comment déterminer cette période?
Méthode essai erreur?

la période est arbitraire

Au bout de combien de temps souhaites tu voir effectuée une correction en raison d'une petite erreur persitante ? combien d'heures ? (echelle de temps : constante de temps du bäti)

j'aurai tendance à faire fonctionner au mieux en Proportionnel, puis dans un second temps ajouter éventuellement le terme Intégral ..... si le besoin s'en fait sentir au niveau du confort.

(bricofoy soulignait l'inertie du système, en chauffage par le sol c'est particulièrement significatif)

Entièrement d’accord avec vous !
Et merci pour votre réflexion !

J’ai déjà une régulation de la température de chauffage de la Maison qui prend en compte l’inertie du bâti et me donne une température consigne d’eau du ballon, ça a pour effet d’apporter plus de « puissance » à la vanne 2 voie mécanique et permet de « chauffer » la maison.

Pour info, le plancher que j’ai n’a pas besoin de monter une dalle en température pour restituer ensuite.
Ça se rapproche d’un chauffage par radiateur classique : les boucles d’eau sont posé sur un déflecteur en alu « dissipateur » qui est posé sur un isolant en fibre de bois compressé de 15cm. Caleosol si ça vous intéresse.

L’inertie est donc quasi équivalente à un radiateur traditionnel de l’ordre de la demi heure.

Mais je ne suis pas sur ce poste là !

J’ai une eau qui passe dans plancher en créant des « trains » chaud, à cause de cette vanne mécanique.

La période est de l’ordre de environ 10 minutes, et l’amplitude de 4°.
Ex: consigne thermostat 26° —>l’eau du plancher oscille en sinusoïde entre 24 et 27°

De plus je pourrais, lorsque ma maison est à température asservir à une température consigne légèrement supérieure à la température ambiante(1ou2 deg). Le plancher restera agréable! Et oui...On marche pied nu!!

Je me dit que le I doit pouvoir être exploiter...

Je v essayer d’ intégrer une période de temps.

J’ai vu aussi qu’on pouvait limiter le P, c’est bon ça ??

Rapidement : le P a déja une limite , vanne ouverte a 100,%, débit maxi

pour un plancher, le mieux c’est de mesurer la température de départ de l’eau vers le plancher, et d’ajuster ta vanne en fonction de cette température

tu peux avoir un algo très simple du genre :

au départ fermer pendant Zsecondes (=temps max de mouvement, pour être sûr qu'elle est fermée)

puis boucle {
   si T<consigne 
       ouvrir pendant Xsecondes
   ou si T>consigne 
       fermer pendant Xsecondes

attendre Y secondes
 }

pour ajuster X et Y il faudra tâtonner un peu : si ça oscille trop, réduire X. Avec une vanne à 15s de tps total d’ouverture, il faudra sans doute descendre en dessous de la seconde en fait. 0,15s semble un bon début.
Et pour Y tu prend 1 ou 2 secondes

ça donnera une température qui va certes osciller autour de la consigne, mais l’inertie du plancher qui est derrière fait que la température du sol restera stable

Sinon tu peux aussi faire une mesure sur la température de retour, qui elle va te donner à peu près fidèlement la température du sol, mais tu ne pourra pas de dispenser de la mesure du départ de manière à limiter tout de même la température avant le plancher, sinon tu va avoir du fait de l’inertie justement une amplification de l’ondulation et tu risque de monter ton plancher à plus de 30 avant de le voir sur la sortie… et inversement !

Pour ajouter de la proportionalité a la proposition de bricofoy tu peux dans un second temps faire dépendre X de la valeur absolue de l’écart entre T et la consigne.

Rien de mieux que du concret, j’ai monté la vanne et fait qqes test avec du PID.

@bricofoy
yesss ! c’est des fois le plus simple qui est le moins compliqué !

@al1fch
donc un truc du style X = (K * Delta Consigne/TempMesuré)
avec K qui le coef de proportionnalité
et je multiplie X par -1 si <0

ma première idée était fort semblable, le soucis c’est que lorsque ma vanne s’ouvre de “X” secondes , le capteur le voit environ 5 secondes après … au final sa oscille vraiment fort.

je vais codé ça et faire un test…

  • Y qui va regarder au bout de 5~6 secondes …
  • et Y à 1 ou 2sec

J’ai tout de même de sacrés bon résultat avec le PID et un échantillonage de 6s

avec la méthode Méthode de Ziegler-Nichols
hyper difficile de trouver un K critique et sa période.

en tous cas le résultat est assez bluffant, ça anticipe, mais pas trop… consigne trouvé en deux oscillations.
la vanne reste immobile les deux tiers du temps entre deux allumages chaudière et s’ouvre tranquillement par à coup d’1 sec toutes les ~1 minutes pour admettre de plus en plus d’eau (T°ballon qui diminue) jusqu’au rallumage chaudières.

Soucis : Manque de réactivité !!

pas facile de tout avoir…

Donc pas super top à l’allumage chaudières :wink: peux mieux faire je pense.

Merci a vs !!

si ça manque de réactivité, comme suggérait al1fch il faut augmenter X proportionnellement à l’erreur.
Un truc du genre X = Xbase + K*(Tconsigne-Tmesurée) tant que Tmesurée<Tconsigne, et inversement X= Xbase +K*(Tmesurée-Tconsigne) si Tconsigne<Tmesure, avec dans ce cas changement du sens de mouvement.

Mais si tu l’as déjà mis à 1s, sur un mouvement complet de 15s ça me semble déjà beaucoup comme pas

Enfin quoi qu’il en soit, dans ce genre de cas avec plein d’inertie et tout, rien ne vaut la pratique :slight_smile:

même avis… et les tests ‘grandeur nature’ ce sont les réponses du système dans son ensemble (bâti inclus) aux échelons de température extérieure. sans cela on risque de se focaliser sur la constante de temps relativement courte du système de chauffage par rapport à celle du bâti

quand au ‘manque de réactivité’ … ça peut être recherché dans une certaine mesure dans les situations où pour des impératifs économiques les pics de puissance sont à maîtriser soigneusement.

GuillaumeDeGrenoble:
La régulation PID demande un « input » et un « output » analogique pour asservir de façon efficace.
Il est donc pas logique de vouloir utiliser un relais qui est un système TOR —> Qu’en pensez vous?

Tu disposes cependant d'une grandeur "continue" (sans qu'elle soit "analogique") : c'est le pourcentage de temps où ta vanne est dans la position 1 (ou 2, arbitraire).
Cette grandeur peut être contrôlée par un PID, pour la "réaliser", il faut un programme qui attribue des tranches de temps à la position 1 pour réaliser la consigne en % de temps.

Moi je dirais plutot qu'ici la grandeur analogique en sortie du PID, c'est le délai de mouvement de la vanne, dans un sens ou dans l'autre.
Mais je reste convaincu que l'inertie d'un plancher est telle que le pid ne sert à rien concrètement.

Moi je dirais plutot qu'ici la grandeur analogique en sortie du PID, c'est le délai de mouvement de la vanne, dans un sens ou dans l'autre.

+1
La vanne içi n'est pas ON/OFF, elle a une infinité de positions entre 0 et 100%, son ouverture est içi une grandeur analogique

Il ne s'agit pas d'une une vanne commandée par un servo moteur (comme c'est le cas dans les chaufferies) donc pas de retour d'information sur le % d'ouverture effectif de la vanne et pas de posibilité de gérer directement (0-10V par exemple) son % d'ouverture

On en est réduits à gérer ce % d'ouverture indirectement et en aveugle, au moyen de la durée du mouvement sachant qu'elle met 15 s pour passer de 0% à 100%

les "servos" de chaufferie n'ont pas de retour de position. ça existe mais c'est très rare, et la majorité des régulations n'ont pas d'entrée de toute manière.

Un servo de chaufferie, c'est ni plus ni moins qu'un motoréducteur. Temps de mouvement en général de l'ordre de 100 à 200s pour 90° de rotation selon les modèles

Il mes semblait que le retour de position pouvait exister en interne pour permettre un asservissement de la position vanne et sa commande par exemple en 0-10V, (l'ensemble dans ce cas alors le terme 'servo' !!)

Il mes semblait aussi que certains automates qu'on commence à rencontrer de plus en plus en chaufferies ou sous-stations (Sofrel, Trend...) disposent de sorties aptes à donner une consigne analogique de position vanne 2 ou 3 voies, voire d'entrées pour une éventuelle info retour

.... mais bon j'ai pu regarder tout ça d'un peu trop loin....ce n'est pas mon quotidien....

sur de la chaufferie industrielle c'est possible, ce n'est pas mon rayon. Mais sur de l'individuel, les "servos" ce sont seulement des motoréducteurs, et l'algo de commande vu ce qui se passe est sans doute assez proche de ce que j'ai décrit plus haut. Le seul parametre réglable dans la plupart des réguls du commerce pour la commande de vanne 3 voies c'est le temps total de mouvement.

on commence à voir arriver des circulateurs à commande 0-10V ou PWM, mais c'est rare, (et rarement justifié) j'en utilise sur des chauffe-eau solaires.