Plugin régulateur correcteur *PID* (proportionnel, intégral, dérivé)

Bonjour
J’aimerais bien comprendre ce mode de fonctionnement, il y a des choses qui m’échappent.
Vous agissez bien sûr %d’ouverture des vannes ?
Si part d’un exemple concret
Température et consige à 16.
La consigne passe à 18
Comment ça se déroule ?

Oui, en % toutes les X minutes (5 minutes, c’est un bon compromis)

Dans ce cas, il n’y a pas d’erreur consigne-mesure. La composante proportionnelle est nulle.
Si c’était un régulateur Proportionnel uniquement, la vanne serait fermée et ça ne chaufferait pas, voir les explications ici

C’est pour ça qu’il y a un terme constant (lorsqu’il n’y a pas d’intégrateur dans le régulateur) de façon à ce que la vannes soit ouverte un minimum (à 30% ou 50% par exemple) pour que ça chauffe un minimum lorsque la pièce est à température (pas d’erreur consigne-mesure).

Dans le cas d’un régulateur PI (Proportionnel et Intégrateur), l’intégrateur va cumuler l’erreur consigne-mesure au cours du temps. Il vaudra une certaine valeur (qui remplacera le terme constant) lorsque le terme proportionnel est nul.

Lorsque la pièce est à température, l’erreur proportionnelle est nulle et le pourcentage d’ouverture vaut directement Ki multiplié par l’erreur cumulée.

Exemple, avec un Ki=10%/(°C.h) et une erreur consigne-mesure cumulée de 3°C.h, la vanne restera ouverte à 30%. Si c’est la bonne valeur d’ouverture pour maintenir la pièce à température, alors la l’erreur proportionnelle est toujours nulle et le cumul de l’erreur reste constant (puisque l’erreur à ajouter est nulle). Si la bonne valeur est 35%, alors la pièce se refroidira, il y aura de nouveau une erreur à ajouter. Ainsi, l’erreur cumulée augmentera jusqu’à atteindre 3.5°C.h pour donner finalement une ouverture de 10%/(°C.h) x 3.5°C.h = 35%. Quelque soit la valeur de Ki, l’erreur cumulé va augmenter ou diminuer jusqu’à ce que la vanne obtienne la bonne valeur d’ouverture. Un régulateur avec juste un intégrateur pourrait suffire dans le cas d’une consigne constante, sinon le système serait trop lent après un changement de consigne.

Supposons que la pièce soit maintenue à une température de 16°C avec une vanne ouverte à 30%. L’erreur consigne-mesure est nulle.

D’un coup, on augmente la consigne de 2°C. L’erreur consigne-mesure augmente de 2°C. Comme elle était nulle, elle vaut maintenant 2°C.
Avec un coefficient proportionnel Kp=25%/°C, la correction proportionnelle appliquée sur la vanne sera de 25%/°C x 2°C = 50%. Ainsi, l’ouverture de vanne passe de 30% à 80%. Si la vanne était à 35%, elle serait passée à 85%.

Je voulais que ça s’ouvre un peu plus rapidement le matin, alors j’ai augmenté le Kp à 50%/°C. Comme je perds souvent plus de 2°C dans la nuit, la vanne s’ouvre à fond à 5h30 du mat’ lorsque la consigne passe de 17.5°C à 20.5°C


Dans le bureau de 8m², le radiateur chauffe vite.

Un peu comme notre pied sur la pédale d’accélération, mais en automatique sur la vanne comme le régulateur de vitesse. :slightly_smiling_face:

Merci @Domatizer pour ces explications et bravo pour ce travail.

Ce qui me « chagrine » c’est que pour moi en début de chauffe, on devrait toujours être à 100% en particulier lorsque le deltaTC est important. le calcul ne s’appliquerait que en fin de chauf ou (deltaTC par exemple 0.3).
en fin je m’interroge surtout sur d’éventuelles conséquences pour la chaudière et la conso;

  • des vannes ouvertes à 50% c’est une chaudière qui va tourner plus longtemps

  • des cycles flamme plus court, toutes les chaudières ne savent pas moduler et lorsque c’est possible la plage de modulations est limité. risque de déperditions sur le réseau départ/retour (dans mon cas ça passe par les combles)

  • si on utilise déjà un thermostat intelligent, ce genre de manœuvres risque de perturber l’apprentissage du thermostat (superposition de deux PID

Attention je ne suis ni thermicien ni chauffagiste, se sont des interrogations et suppositions

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Ton raisonnement est le bon.

Bon retour …

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Oui, en début de chauffe, c’est principalement le coef proportionnel Kp qui fixe l’ouverture en fonction de l’écart consigne-mesure. En fin de chauffe, la pièce est à température, il n’y a plus d’erreur, l’ouverture doit correspondre juste à ce qu’il faut pour maintenir la pièce est à température.

En pratique, pour des raisons de stabilité (éviter des oscillations importantes), le constructeur de vanne ne peut pas se permettre de mettre un trop grand Kp. J’avais observé sur les têtes Spirit qu’un changement de consigne de 2.5°C entraînent un mouvement de 50% de la vanne, soit un Kp=20%/°C. Elle s’ouvrira de +100% si la température mesurée est inférieure de 5°C par rapport à la consigne.

Ou elle devrait chauffer l’eau un peu plus chaude.

En fait, pour consommer moins, la vanne devrait être ouverte à 100% et la chaudière devrait chauffer au minimum selon la loi d’eau de façon à maintenir le logement tout juste à température. Il y a quelques décennies, il n’y avait pas de thermostatique !

Ensuite, lorsqu’il y a des apports gratuits tel que le soleil ou la présence de personnes (1 personne, c’est 100W de chauffe :smiley:), les thermostatiques viennent agir sur le radiateur comme des limiteurs.

Lorsque la modulation est possible, la chaudière est capable de chauffer de l’eau proportionnellement à l’écart de température intérieure - extérieure. C’est ce qu’il y a de mieux.

Le PID de la vanne thermostatique vit tranquillement sa vie. Sans modulation avec la loi d’eau, c’est juste dommage d’envoyer de l’eau par intermittence à 75°C dans les radiateurs si par la suite, la tête thermostatique doit quasiment fermer la vanne pour ne pas avoir trop chaud dans la pièce.

Donc, non, ce n’est pas le PID des vannes qui pose problème pour le TA connecté. D’ailleurs le thermostat est normalement installé dans la pièce où il n’y a pas de têtes thermostatiques. C’est plutôt la modulation de la chaudière qui peut poser souci. Mais, c’est un autre sujet.

@limad44 il me semble que tu utilises le thermostat Migo. Ce thermostat constructeur doit bien gérer l’apprentissage en plus de la modulation native de la chaudière car il a accès à tous les paramètres de la chaudière.

Sinon pour les autres thermostats « non propriétaires », oui, c’est possible d’avoir un problème d’apprentissage car ils modulent la puissance selon le rapport cyclique, il est supposé que la puissance de la chaudière soit constante à fond. En effet, si la puissance de chauffe varie à la source et n’est pas connue par le thermostat, je pense qu’il vaut mieux éviter d’utiliser les fonctions automatiques où le thermostat anticipe l’heure de mise en route pour que la température voulue soit obtenue à l’heure souhaitée, etc…

Bref, on a vite fait de se mélanger les pinceaux parmi tous ces PID !

Pour revenir au point de départ, le PID que j’ai présenté sur cette page module l’ouverture de vanne entre 0 et 100% sans faire de tout-ou-rien.

Pareil, j’ai juste énormément lu sur le sujet et relu certains cours de Sciences Industrielles.

Ah, j’écris toujours trop de lignes pour répondre. Le problème, c’est la passion !

@Domatizer
Voici qlq courbes de température avec l’ouverture et la consigne
(pour l’affichage l’ouverture est divisée par 5 avec un offset de 20)
Piece 10m2

Piece 12m2

Piece 20m2

tripple piece entre ouverte !
93m2 ( 4 radiateurs ) ( je n’atteint jamais les 23 degrés quand il fait froid ! )


voila voila

Super @afawaz

T’as mis quoi comme coefficients Kp, Ki, Ti finalement ?
Tu exécutes le scénario tous les combien de minutes ?

Juste une remarque dans l’interprétation des courbes :
Tu as souvent un pic d’ouverture de vanne avant chaque changement de consigne Eco → Confort
image
La chaudière semble être coupée la nuit. En fin de nuit (je ne vois pas bien les horaires), les vannes commencent à s’ouvrir pour vouloir chauffer, mais il n’y a pas d’eau (assez) chaude dans les radiateurs, la température ne monte pas alors les vannes continuent de s’ouvrir. (Ce comportement est normal, le régulateur fait son boulot comme s’il y avait toujours de l’eau chaude qui circule dans les radiateurs). Puis la chaudière se met en route et il y a le changement de consigne un peu même temps. Comme les vannes sont bien ouvertes, l’arrivée de l’eau bien chaude fait chauffer le radiateur très rapidement. Par conséquent, elles se referment rapidement pour se re-ouvrir normalement un peu plus tard. Pour limiter ce pic, il faudrait que ta chaudière démarre un peu plus tôt et/ou diminuer le Kp pour les petites pièces.

Est-ce que mon raisonnement te parait correct ? Elle tourne comment ta chaudière la nuit ?

Je te rassure, j’ai le même comportement car je coupe complètement la chaudière la nuit.
image
À 2h50, la température passe en dessous de la consigne Eco de 17.5°C, la chaudière se rallume et tourne en Éco. Pas besoin d’ouvrir beaucoup la vanne pour conserver les 17.5°C. Puis changement de consigne à 20.5°C à 5h30.


Bonjour
en orange c’est l’ouverture de vanne ?

Alors Alors,
Kp=50, Ki=~12 (Période d’intégration 240mn), période du scenario
n 5mn.
Mon programme 23h00 → 6h30 en Eco (18 degré) et 23 en confort.
Je suis en chauffage collectif, donc la chaudière marche en permanence je pense.
Mais j’avoue ne pas comprendre son fonctionnement, parce que parfois, a 100% d’ouverture, je sens que les radiateurs sont tièdes et parfois très chaud !
Du coup le pic avant le changement de consigne est très curieux, je ne l’explique pas, surtout que la température descend rarement sous la consigne la nuit.

J’ai remarqué récemment que la date de la machine virtuelle avait 1h de décalage. Mauvais fuseau horaire que j’ai corrigé. Les courbes du coup peuvent être décaler.
Je n’explique pas du tout ce pique autrement, je vais regarder ca de près.

Dans ton cas c’est logique vu que la température descend sous la consigne. Du coup ton explication est logique dans ton cas.

Je pense de toute façon comme tu le suggères diminuer kp dans les petites pièces pour éviter les oscillations.

Merci pour ton retour.

en orange c’est l’ouverture de vanne ?

Yes … a une heure près peut être ( le premier pique est curieux … )

Sur cette histoire de décalage en fait c’est jeedom qui décale les courbes !
la courbe d’ouverture réelle (« Ouverture ») n’est pas décalé !
Ouverture/5+20 l’est ! je ne sais pas pourquoi ! bug ?

Je pense qu’elle doit tourner en continue mais en réduit la nuit entre 23h et 5h par exemple.

C’est normal lorsque la chaudière module la température de l’eau de départ dans les tuyaux en fonction de la température extérieure. Plus, il fait froid dehors, plus les radiateurs seront chauds pour compenser les déperditions. Ainsi, en touchant le radiateur, tu peux savoir s’il fait froid ou pas dehors sans mettre ton nez dehors. :slightly_smiling_face:

Ah l’enflure !

Maintenant, si tu réalignes tes graphes, c’est plus cohérent.
image

T’as ouvert des fenêtres dans la matinée ?
La température chute de 2°C.
Donc, avec un gain Kp=50%/°C, tu tapes direct les 100% d’ouverture, logique !

Remarque, il faudrait baisser la consigne lorsque les fenêtres sont ouvertes pour justement éviter que la vanne ne s’ouvre à fond et gaspille du chauffage. C’est ce que font les têtes automatiquement, elle passent par exemple la consigne à 12°C pendant 15 minutes lorsqu’elles détectent une chute de température (la vanne est fermée tant que la température de la pièce reste bien au dessus de 12°C).

Dernier truc, c’est plus facile d’étudier la régulation lorsqu’il n’y a pas de perturbations : on ne ventile pas et personne dans la pièce ! :smile:

C possible :slight_smile:

Je n’ai pas de capteur sur les fenetres encore sinon il faut que j’ecrive un algo de detection d’ouverture … bref … pour l’instant j’observe
Merci

Bonjour à tous
Je lis avec attention ce fil.
Actuellement j’utilise un thermostat Secure Zwave pour ma régulation de plancher chaufffant électrique.
c’est le seul thermostat fiable que j’ai trouvé. (Exit les supercheries TKB ou HELTUN,…)
En observant les courbes de chauffes et surtout la consommation de mon chauffage, je ne suis pas certains que le SRT321 utilise une régulation PID complète.
D’ou mon intérêt à ce fil.
Quel serait selon vous l’intéret d’utiliser le code de ce PID à comparé du module thermostat qui intègre bien le PID ?
merci à vous

Dans mon cas, c’est très simple:

  1. Je suis en chauffage collectif. ( ca chauffe trop )
  2. Mes radiateurs ont des coffres, donc les robinets thermostatiques et leur sondes reçoivent des temperatures largement supérieures a la réalité d’où l’interret de les piloter en manuel via des sondes externes et régulateur PI !

Merci.

Ce régulateur PID permet d’avoir en sortie une commande (ouverture de vanne) progressive entre 0% et 100% contrairement à d’autres systèmes appelés aussi PID (en réalité chrono-proportionnel) où la commande de sortie est en tout-ou-rien de façon cyclique.

Pour du chauffage électrique, la commande est en tout-ou-rien, si tu veux une puissance de chauffe de 40%, le thermostat actionne la chauffe 40% du temps, les thermostats intelligents du commerce ou le plugin thermostat de Jeedom conviendront.

Si si

Régulation intelligente et progressive de type « PID »

Pour un plancher chauffant, le Secure est très bien.

Ok compris
Je n’avais pas fait attention a cette notion d’ouverture en % pour une vanne.
Effectivement en electrique on est tout ou rien. Le % de chauffe est en fait un % de cycle en minutes.

Exactement !

Il y aurait une exception si le plancher chauffant est divisé en plusieurs résistances (ou plusieurs serpentins) pilotable séparément. Exemple avec un plancher à 3 résistances pouvant fonctionner en monophasé ou triphasé, il serait possible de moduler la puissance 0% 33% 66% 100 %.

Dans ce cas, il faudrait adapter le code pour sortir uniquement ces 4 valeurs.

Ou encore utiliser le plugin Thermostat et faire un scénario pour avoir plusieurs niveaux de chauffe.

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