[PDF] REGULATION DE LA TEMPERATURE DUN FOUR

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Essais de systèmes - 2BTSET

1/8 TP3_REGULATION DE TEMPERATURE CETTE FICHE EST A REMETTRE COMPLETEE A L"ISSUE DU TP.

REGULATION DE LA TEMPERATURE D"UN FOUR

NOMS (souligner le rédacteur) Préparation /6

Déroulement /7

Compte-rendu /7

/20

Liens référentiel:

?Tâches T41 et T42: DEFINIR les éléments nécessaires à la mise au point du système,

Tâches T41 et T42: REDIGER les comptes-rendus d"essais, Tâches T41 et T42: DECODER les notices techniques et documents constructeurs, les documents du dossier technique et les relevés des différents mesureurs ?Tâche T5: CONTROLER la conformité fonctionnelle d"un ensemble

Liens programme:

1.33. Commutation: interrupteurs électroniques commandés

1.36. Conversion analogique numérique

5.1. Conversion d"une grandeur physique en une information électrique

5.5. Asservissements

Contrat de formation:

Auto-évaluation Objectif

Compris Pas compris Evaluation professeur

B: Bien; L: Limite; I: Insuffisant; NE: Non Evalué Le schéma de principe de la régulation de

température étant fourni, être capable de donner la liste des composants y participant.

Etre capable de régler le système selon une

méthode imposée (dérivée de BROIDA). Quantifier la qualité du réglage effectué.

Etre capable de comparer objectivement le

réglage effectué à un autre obtenu par une méthode optimisée et fournie.

Remarques élèves:

Remarques professeur:

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TP3_REGULATION DE TEMPERATURE

Matériel à utiliser:

?Régulation de température d"un four, ?PC équipé du logiciel de réglage PID17, ?Oscilloscope à mémoire numérique.

Ressources documentaires:

?Rapport du thème, ?Documentation sur la régulation PID17, ?Documentation sur le logiciel de réglage PID17.

1. Frontières de l"étude:

Le système à votre disposition se compose d"un four "domestique" et d"une platine supportant

l"appareillage et le régulateur. Ce dernier est en fait un automate TSX17 équipé de l"option régulation.

Cependant, aucune notion de programmation n"est nécessaire pour le TP et seuls les mots et bits de la

régulation vous serviront à justifier certaines réponses.

2. Etude fonctionnelle de la régulation:

2.1. Schéma de principe:

RégulateurInterface de

puissance

Transmetteur CapteurRéseau

mono phasé

TORCommandeConsi

gne Ima getem pérature

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2.3. Principe de l"interface de puissance:

Il s"agit en fait d"un

interrupteur statique fonctionnant en tout ou rien.

Sa commande est à rapport

cyclique variable sur une période fixe.

Le rapport cyclique ?

variant de 0 à 1, la puissance fournie varie de 0 à sa valeur maximale ( ), on montre que la puissance est alors proportionnelle à ?.

0?TT t

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TP3_REGULATION DE TEMPERATURE

3. Réponse en boucle ouverte:

3.1. Modélisation du four en régime statique:

Charger le logiciel PID17 sur l"ordinateur à

votre disposition (CD PID17, ENTREE, puis PID17). Sélectionner la boucle 1 (L1). Se mettre en mode manuel.

La valeur associée à la commande TOR est

accessible par : L"image de la température peut être lue dans:

PV value

Cette mesure étant relativement longue à effectuer, on vous en fournit les relevés:

OUT PV

0270

100 520

200 750

250 930

Tracez la courbe de la température du four en régime établi ? en fonction du rapport cyclique

3.2. Interprétation:

Quel est le coefficient directeur de la droite se rapprochant le plus de la courbe obtenue?

L"accroissement ??

vaut 66 ° pour ??=25 %, ce qui fait une pente de 0,24 °C/%.

3.3. Modélisation en régime dynamique:

En gardant une valeur de ? compatible avec une sortie n"excédant pas 10 V en régime établi, tracer la réponse indicielle du four en réponse à un échelon.

Interface depuissance

Transmetteur CapteurRéseau

monophasé

TORCommande

Image température

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Pour ce faire, le four étant initialement à la température ambiante, appliquer l"échelon et relever

(t) (il faut compter une heure pour ce relevé).

Relevé fait avec OUT=200

4. Réglage du four selon la méthode préconisée par le concepteur du régulateur

PID:

4.1. Généralités:

Le réglage d"un régulateur est une opération qui peut être complexe. C"est pourquoi il existe des

méthodes rapides permettant à partir d"une identification du système à réguler une détermination a

priori des coefficients du régulateur.

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La méthode préconisée par le concepteur (dérivée de la méthode de Broïda) est basée sur la

réponse en boucle ouverte à un échelon d"entrée et à l"identification du four à un système de premier

ordre avec un retard pur.

4.2. Exploitation de la réponse en boucle ouverte:

Lire les pages 54 et 55 du document "TSX17, régulation".

4.2.1. Calculs préliminaires:

A partir du relevé du §3.3., calculez les coefficients Tu et Tg. Le détail du relevé ci-contre donne pour OUT=200 (qui correspond à un ?S de 20):

Tu=87 s

Tg=380 s

4.2.2. Prédétermination des réglages:

Déterminez les valeurs numériques que la méthode vous donne pour le régulateur du four (régulateur en PID):

Gain proportionnel Kp

Temps d'intégration T

Temps de dérivation T

5. Essais du four en boucle fermée, réglages selon la méthode préconisée par le

concepteur du régulateur PID: ?Kp doit être multiplié par 100 (le gain proportionnel vaut 1 si KP vaut 100), ?Ti et Td doivent être exprimées en 1/10 s.

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5.2. Mesures:

Sur la fenêtre du logiciel PID17, régler les 3 valeurs KP, T et T

Le four étant à sa température initiale, appliquer un échelon de consigne de 60 °C et relever la

réponse en boucle fermée (se remettre préalablement en mode AUTO). Attendre la stabilisation (si elle

existe) de la température du four. Après un temps suffisamment long (3/4 h), la température s'est stabilisé à 62 °C.

5.3. Interprétations:

Quelles sont les valeurs numériques de:

?La constante de temps ? (à 5 %)? ?L"erreur statique ?? ?Le premier dépassement ??

Le système bouclé est-il stable?

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6. Essais du système en boucle fermée, réglages d"après une méthode optimisée:

6.1. Présentation:

Lors du développement de ce projet, les valeurs des coefficients du régulateur avaient été

obtenus grâce à une méthode dite "de plans d"expériences" (Tagucchi). Les coefficients obtenus étaient alors (relever les valeurs dans le rapport de thème): KP=

6.2. Mesures:

Même mesure qu"en §5.2.

Au bout d"un temps suffisamment long (3/4

h), la température se stabilise à 60 °C.

6.3. Interprétation:

Complétez le tableau ci-dessous:

???Stabilité

Concepteur

TAGUCCHI

Concluez.

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