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Quels sont les meilleurs cours de régulation ?
Université de Biskra. Magarotto, E. (2004). Cours de Régulation. Université de Caen. Mailah, M., & Priyandoko, G. (2005). Simulation of a Suspension System with Adaptive Fuzzy Active Force Control. International Journal of Simulation Modeling, 1 (6), 25-36. Rached, D. (2015). Cours et Exercices de Régulation.
Qu'est-ce que la régulation manuelle ?
Dans la régulation, on distingue deux notions: 1.1 : Régulation manuelle ( commande manuelle ) La modification sur la grandeur réglante peut être effectuée par un opérateur observant continuellement la grandeur réglée en modifiant en conséquence la grandeur réglante.
Quels sont les niveaux de régulation de l’eau?
On constate deux niveaux de régulation : ?le réglage de base réalisé par la vanne trois voies au départ du circuit : réglage de la température de l’eau, ?le réglage plus fin, réalisé par la vanne thermostatique dans chaque local : réglage du débit d’eau.
Quels sont les éléments constitutifs de la chaine de régulation ?
Les éléments constitutifs de la chaine de régulation 1.7.1. Le capteur-transmetteur Le capteur-transmetteur est constitué de 2 parties principales : - Le corps d’épreuve qui se trouve en contact avec la grandeur physique à mesurer. - Le transmetteur est chargé de mettre en forme normalisée le signal S et transporte l’information.
Edition2019PatrickGATT©
Régulation Industrielle
BTSCIRA-LycéeRouvière
http://cira83.comPage 2 sur 60
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SOMMAIRE
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Edition2019PatrickGATT©
1. Généralités
1.1. Définitions
Ø Larégulationregroupel' ensembledestechniquesutiliséesvisant àcont rôlerdansunprocédé
industrielunegrandeurphysique.Ø Onappellegrandeurphysique,toutepropriétéquipeutêtremesuréeoucalculée.(Wikipédia)
Ø Lagrandeurréglée,c'estlagrandeurphysiquequel'ondésirecontrôler.Elledonnesonnomàla
régulation. Ø Laconsigne:C'estlavaleurquedoitprendrelagrandeurréglée.Ø Lagrandeurréglanteestlagrande urphy siqueduprocédéquiaétéchoisie pourcontrôlerla
Ø Lesgrandeursperturbatricessontlesgrandeursphysiquesquiinfluencentlagrandeurréglée.Elles Ø L'organederéglageestl'élémentduprocédéquimodifielagrandeurréglante.1.2. Influencedelarégulation
1.2.1. Baisseducoûtdelatransformation
1.2.2. Baisseducoûtdel'installationetgaindetemps
Bonne régulationMauvaise régulation0%10%20%30%40%-3-2-10+1+2+3Page 8 sur 60
1.2.3. Exempleindustriel
1.3. RégulationouAsservissement
Ø Dansunerégulation,ons'attacheraàmaintenirconstantelagrandeurrégléed'unprocédésoumisà
desperturbations. Ø Dansunasservissement,lagrandeurrégléedevrasuivrelesvariationsdelaconsigne.1.4. Lesservomécanismes
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1.5. Principedefonctionnement
Pourréguler,ilfaut:
Ø Mesurerlagrandeurrégléeavecuncapteur.
Ø Réfléchirsurl'attitudeàsuivre:c'estlafonctiondurégulateur.Lerégulateurcomparelagrandeur
Ø Agirsurlagrandeurréglanteparl'intermédiaired'unorganederéglage.1.6. Fonctionnementenboucleouverte(Manuel)
n'estpasunerégulation.1.7. Fonctionnementenbouclefermée(Automatique)
RéfléchirAgirGénérerMesurer + CommuniquerGrandeurRéglanteGrandeur mesuréeConsigneCapteur + TransmetteurActionneurRégulateurPerturbation(s)GrandeurrégléeCommandeProcédéPerturbationZCommandeYGrandeur régléeXPROCÉDÉPerturbationZCommandeYGrandeur régléeXPROCÉDÉRÉGULATEURMesureXConsigneW
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2. Schémasdereprésentation
2.1. SchémaTI
2.1.1. Principe
processusindust riels.Lesinstrumentsutiliséssont représentéspar descerclesentourantdeslettres
2.1.2. Exemple
TerminaleSTLR´egulation
Tableau1-Lettrespourlesch´emaTI
Premi`erelettreLessuivantes
PressionPIndicateurI
Temp´eratureTTransmetteurT
NiveauLEnregistreurR
D´ebitFR´egulateurC
AnalyseACapteurE
PTFICGrandeur régléeFonctions
Transmetteur
dePression
Régulateur
Indicateur
deDébit
4.2. Régulation de niveau
4.2.1.Régulation en cascade (0,5 pt)
Le régulateur esclave FC1 permet de prendre en compte la perturbation pression différentielle X4 avant que
celle-ci n'intervienne sur le niveau.4.2.2.Structure du régulateur LC2 (1 pt)
En boucle ouverte : T2(p)=C2(p)F1(p)H2(p)
en boucle fermée : F2(p)= F2(p)1+F2(p)
1 !2pOn calcule le correcteur : C2(p)=
T2(p)F1(p)H2(p)
p(1+!p) 2 pk2 1+!p 2 k2 identifié à : C2(p)=A(1+T d p) structure d'un régulateur PD série : A= 1 2 k 2 T d5.REGULATION DE TENDANCE ( 3 points )
5.1.Schéma Tl (0,5 pt)
FY 3 FY 2 FC 1 FT 1 LC 2 LT 2 FT 3Vapeur
Eau X3 X2 Y2 X1 Y1 W1Ballon
5/6 8 PTPCTransmetteurde PressionRégulateurde PressionMesurede PressionTerminaleSTLR´egulationTableau1-Lettrespourlesch´emaTI
Premi`erelettreLessuivantes
PressionPIndicateurI
Temp´eratureTTransmetteurT
NiveauLEnregistreurR
D´ebitFR´egulateurC
AnalyseACapteurE
PTFICGrandeur régléeFonctions
Transmetteur
dePression
Régulateur
Indicateur
deDébit
4.2. Régulation de niveau
4.2.1.Régulation en cascade (0,5 pt)
Le régulateur esclave FC1 permet de prendre en compte la perturbation pression différentielle X4 avant que
celle-ci n'intervienne sur le niveau.4.2.2.Structure du régulateur LC2 (1 pt)
En boucle ouverte : T2(p)=C2(p)F1(p)H2(p)
en boucle fermée : F2(p)= F2(p)1+F2(p)
1 !2pOn calcule le correcteur : C2(p)=
T2(p)F1(p)H2(p)
p(1+!p) 2 pk2 1+!p 2 k2 identifié à : C2(p)=A(1+T d p) structure d'un régulateur PD série : A= 1 2 k 2 T d5.REGULATION DE TENDANCE ( 3 points )
5.1.Schéma Tl (0,5 pt)
FY 3 FY 2 FC 1 FT 1 LC 2 LT 2 FT 3Vapeur
Eau X3 X2 Y2 X1 Y1 W1Ballon
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2.1.3. Significationdeslettres
GrandeurphysiqueFonctionComplément
AAnalyseAlarme
BCombustion(Flamme)
CConductivité(ouautre)Régulateur
DMasseVolumique(ouautre)Différence
ETensionÉlémentprimaire
FDébitProportion
G(libre)àglace
HCommandemanuelle
Haut-HH=Trèshaut
ICourantélectriqueIndicateur
JPuissance
KTemps
LNiveauVoyantlumineux
Bas-LL=Trèsbas
MHumidité(ouautre)
NViscosité(ouautre)
O(libre)
PPression
QQuantitéTotaliseur
RRayonnementEnregistreur
SVitesseCommutateur
TTempératureTransmetteur
UVariablesmultiples
VVibrationsVannes
WMasseouForcePuitsthermométrique
X(libre)
YÉvénementRelaidecalcul
ZPosition
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2.1.4. Lessymboles
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2.2. Schémafonctionnel
Ø Deslignesdeparcoursd'unegrandeurphysique.Ceslignereprésenteleparcoursd'unegrandeur physiquedelabouclederégulation:Ø Desblocsquireprésententunouplusieursélémentsdelachaînederégulationquiassurelarelation
Ø Lessomm ateursoucomparateurs,quiperm ettent l'additionoulasoustractiondeg randeurs physiques:2.3. Représentationfonctionnelled'unebouclederégulation
Grandeur physique Hes++e1e2e1+e2+-e1e2e1-e2CH1H2MPerturbationZCorrecteurOrgane de réglageCapteurConsigneWMesureXGrandeur régléeXYPROCÉDÉRÉGULATEUR
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Exemple:unerégulationdepression:
SchémaTI
Schémafonctionnel
Élémentsdelarégulation:
Ø Grandeurréglée:mesuredelapressiondansleréservoir➄; Ø Grandeurréglante:débitd'entrée➂ ;Ø Perturbation:débitdesortie➁;
Ø Organederéglage:vannederégulation➇ ;Page 15 sur 60
3. Caractéristiquesstatiquesetdynamiquesd'unsystème
3.1. Stabilité
3.1.1. Systèmestable
variationfiniedelagrandeurrégléeS.Exempledeprocédé:
Ø Grandeurréglée:températured'unepièce;Ø Grandeurréglante:puissanceduradiateur.
3.1.2. Systèmeinstable
delagrandeurréglées.3.1.3. Systèmeintégrateur
procédéintégrateurestinstable.Exempledeprocédé:
Ø Grandeurréglée:niveau;
Ø Grandeurréglante:débitd'alimentation.
3.2. Régimetransitoire-Régimepermanent
HSystèmetempstempseessEchelonRéponse indicielleHSystèmetempstempseessHSystèmetempstempseesstempsRégime transitoireRégime permanentRégime permanent
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3.3. Caractéristiquesstatiquesd'unsystème
3.3.1. Courbecaractéristique
d'entréee:s=f(e).3.3.2. Gainstatique
3.3.3. Erreurstatique
s permanent.3.3.4. Linéarité
deseffetsdechaqueexcitation.3.4. Caractéristiquesdynamiques
3.4.1. Tempsderéponse
Pression en mbarPuissance en kWCourant en mAVitesse en km/hTempst0Consignegrandeur régléet1100%105%95%
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3.4.2. Dépassement
4. Lesrégulateurs
4.1. Structuredeprinciped'unrégulateur
Ø LerégulateurcomparelamesureXetlaconsigneWpourgénérerlesignaldecommandeY. Ø LamesureX,imagedelagrandeurrégléeprovenantd'uncapteurettransmetteur,esttransmisesous Ø LaconsigneWquipeut-êtreinterne(fournieenlocalparl'opérateur)ouexterne; Ø L'affichagesefaiten%pourlacommandeYetgénéralementenunitésphysiquespourlaconsigneW etlamesureX. Ø Quandunrégulateurestenfonctionnementautomatique,sasortiedépenddelamesureetdelaTempsConsignegrandeur réglée100%114%RégulateurAffichage888888888888Mesure XCorrecteurConsigneWRéglagesAuto / ManuCommande Y+-
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4.2. Choixdusensd'actiond'unrégulateur
4.2.1. Définition
4.2.2. Règledestabilité
doittendreàlafairediminuer.4.2.3. Miseenoeuvrepratique
Ø Mettrelerégulateurenfonctionnementmanuel;
Ø Augmenterlasortiecommandedurégulateur;
Ø Silamesureaugmente,mettrelerégulateurensensinverse; Ø Silamesurediminue,mettrelerégulateurensensdirect.Page 19 sur 60
4.3. Raccordementsélectriques
4.3.1. Letransmetteur
Ø Lestransmetteurs4fils(actifs)quidisposentd'unealimentationetquifournissentlecourantI.Leur Ø Lestransmetteurs3fils(actifs)sontdestransmetteur4fils,aveclesentréesmoinsreliées. Ø Lestransmetteurs2fils(passif)quinedisposentpasd'unealimentationetquicontrôlelecourantI fourniparunealimentationexterne.4.3.2. Schémadeprinciped'uneboucledecourant
Uneboucle4-20mAestcomposée:
Ø D'ungénérateur,quifournitlecourantélectrique; Ø Derécepteurs,quimesurentlecourantélectriquequilestraverse.Remarque:
Ø Lecourantsortparlaborne+dugénérateur;
Ø Lecourantentreparlaborne+desrécepteurs.
4.3.3. Générateurourécepteur?
RécepteurGénérateur
Transmetteur2filsTransmetteur4fils
OrganederéglageAlimentation
EnregistreurSortiecommanderégulateur
4.3.4. Miseenoeuvrepratique
régulation. Ø Pourchaqueboucle,fairelalistedel'instrumentationmiseenoeuvre. Ø Danschaqueliste,déterminerl'uniqueélémentgénérateur. Ø Relierle(+)dugénérateurau(+)d'unrécepteuravecunfilrouge. Ø Relierle(-)dugénérateurau(-)d'unrécepteuravecunfilnoir.Ø Sipossible,relierles(+)disponiblesdesrécepteurs,aux(-)disponiblesd'autresrécepteursavecunfil
bleu.TransmetteurEntréeSortie4-20 mA24 V+++TransmetteurEntréeSortie4-20 mA24 V+++Transmetteur4-20 mAAlimentation++
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4.3.5. Schémadecâblaged'unebouclederégulationdedébit
4.3.6. Astucedecalcul
XYRégulateurTransmetteurVanne de réglageAlimentation 24V420 mAiXminXmaxxi-4x-Xmin=20-4Xmax-Xmin
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5. RégulationToutOuRien
5.1. Actioncontinue-Actiondiscontinue
Ø Uneactioncontinueavecunesortiedurégulateurpeutprendretouteslesvaleurscomprisesentre0 et100%. Ø Uneactiondiscontinue,danslaquellelasortieYdurégulateurneprendquedeuxvaleurs.Onappelle5.2. Présentation
Lefonc tionnementTORsecaractérisepardeuxéta ts possiblespourla commande.Cel uiquicorrespondàla desorganesderéglages.Ø LaconsigneW,fournieenunitédemesure;
Ø Leseuil DIFF,donnégénéral ementen%dela consigne.5.3. Fonctionnement
Lagrandeurrég léeoscilleaut ourdupointdefonc tionnement.Àchaquedépassementdes seuilsde l'erreurεpeutdépasserleseuilDIFF. d'instabilitéentretenue.5.4. Influenceduparamètreseuil
Y100%0%Action continueY100%0%Action discontinuequotesdbs_dbs31.pdfusesText_37
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