Regolazione PID

Tecniche di taratura, schemi di controllo, valutazione delle prestazioni

Autori e curatori
Collana
Livello
Testi per professional
Dati
pp. 260,      5a edizione, nuova edizione  2021, allegati: allegato on-line   (Codice editore 720.78.1)

Regolazione PID Tecniche di taratura, schemi di controllo, valutazione delle prestazioni
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In breve

Questo volume presenta i fondamenti teorici dell’algoritmo PID (Proporzionale-Integrale-Derivativo) e le sue principali applicazioni pratiche, riferendosi principalmente al controllo dei processi continui. Vengono analizzate nel dettaglio le diverse varianti dell’algoritmo e le differenti tecniche di taratura dei parametri con l’ausilio di numerose simulazioni al calcolatore. Infine, vengono presentate le più tipiche applicazioni nelle quali esso figura spesso come componente di un’architettura di controllo più complessa (controllo di rapporto, controllo in cascata, controllo adattativo, disaccoppiamento, compensazione dei ritardi).

Presentazione del volume

Nell'ambito dell'automazione dei processi produttivi fondamentale importanza rivestono le tecniche di regolazione di grandezze fisiche quali pressioni, portate, temperature, livelli. Grazie a un rapporto costi/benefici che, per la maggior parte delle applicazioni di controllo, risulta difficilmente raggiungibile con le tecniche più complesse e avanzate, il semplice algoritmo PID (Proporzionale-Integrale-Derivativo) continua a essere quello più largamente impiegato in ambito industriale. Nonostante la sua enorme diffusione, tuttavia, esso risulta tuttora conosciuto e sfruttato solo parzialmente, quando invece un maggiore approfondimento potrebbe facilmente tradursi in una migliore qualità del processo produttivo e del prodotto.
Al fine di fornire ai tecnici del settore gli elementi per tale approfondimento, questo volume presenta i fondamenti teorici dell'algoritmo PID e le sue principali applicazioni pratiche, riferendosi principalmente al controllo dei processi continui. Vengono analizzate nel dettaglio le diverse varianti dell'algoritmo e le differenti tecniche di taratura dei parametri con l'ausilio di numerose simulazioni al calcolatore. Infine, vengono presentate le più tipiche applicazioni nelle quali esso figura spesso come componente di un'architettura di controllo più complessa (controllo di rapporto, controllo in cascata, controllo adattativo, disaccoppiamento, compensazione dei ritardi). Speciale attenzione viene riservata alle tecniche di autosintonia e di monitoraggio delle prestazioni.
Allo scopo di inquadrare l'argomento in maniera più organica vengono forniti anche i fondamenti relativamente a dispositivi di misura e comando e un'introduzione ai sistemi di controllo digitale, dal semplice regolatore a microprocessore al complesso sistema di controllo distribuito.
Al testo è abbinato un eseguibile software per la simulazione di semplici anelli di regolazione PID con diverse tarature, denominato PIDTutor e liberamente scaricabile dall'area Biblioteca Multimediale del sito www.francoangeli.it.

Massimiliano Veronesi, ingegnere elettronico e dottore di ricerca in ingegneria dell'informazione, lavora nel campo dell'automazione industriale manifatturiera e di processo. Già progettista e sviluppatore di software di controllo, ricopre ora, per YOKOGAWA Italia, il ruolo di specialista e responsabile di prodotto relativamente a strumenti e sistemi di controllo, supervisione e trattamento dei dati. Già collaboratore a contratto presso la Facoltà di Ingegneria Elettronica dell'Università degli Studi di Brescia, coopera con gli istituti universitari e con le principali riviste tecniche del settore.

Indice

Premessa
L'anello di regolazione
(Il problema del controllo; Gli altri componenti dell'anello di regolazione)
L'algoritmo PID
(Il campo di applicazione; Formulazioni e architetture)
Tecniche di taratura
(Regole di Ziegler-Nichols; Cancellazione poli/zeri; Metodo di Haalman; Formule di Cohen-Coon; Tecniche CHR; Assegnamento dei poli; Ottimo simmetrico; Approccio a modello interno; La taratura SIMC; Tarature per reiezione disturbo; Tecniche di ottimizzazione; Assegnamento di pulsazione critica e margine di fase; I metodi "Kappa-Tau" e (A)Migo; Analisi di dettaglio di due casi semplici)
Architetture di controllo
(Single-loop semplice; Override; Feedforward; Compensazione dei tempi morti; Controllo di rapporto; Controllo in cascata; Anelli interagenti; PID a parametri variabili; Controllo adattativo; Strategie generali)
Autosintonia
(Risposta allo scalino; Risposta all'impulso; Azione proporzionale in anello chiuso; Metodo della retroazione a relè; Metodo dell'integrale costante; Identificazione ai minimi quadrati; Autosintonia per anelli in cascata; Autosintonia per il compensatore in anello aperto; Autosintonia per anelli interagenti)
Il monitoraggio delle prestazioni
(Prestazioni stocastiche; Prestazioni deterministiche)
Strumenti e sistemi di controllo industriali
(Dall'analogico al digitale; I regolatori a microprocessore; I sistemi di controllo; Sistemi ausiliari a corredo)
Note conclusive e bibliografiche
Appendice 1. Il controllo predittivo
Appendice 2. L'eseguibile PID tutor.