Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

CAPTEURS DE MESURES INDUSTRIDUSTRIELLES C h a p i t r e I G E N E R A L I T E S

CAPTEURS DE MESURES INDUSTRIDUSTRIELLES C h a p i t r e I G E N E R A L I T E S 1- INTRODUCTION La technique de mesure des grandeurs physiques et thermiques soit dans les processus industriels,soit dans les laboratoires a gagné en importance avec la croissance incessante du degré d’automation et l’application du microordinateur La première tache que l’on doit effectuer en commandant un processus est de mesurer les grandeurs physiques et thermiques concernées En général, on peut distinguer trois taches différentes des instruments de mesure à emplir dans les processus industriels : • Surveillance de processus • Commande de processus (notamment la régulation) • Mesure des valeurs de qualité et de quantité d’un produit G E N E R A L I T E S Instrumentation L’instrumentation est un domaine comprenant les méthodes d’implantation, de réglages et d’exploitation de tous les appareils de mesure, de calcul et d’action nécessaires à la maîtrise du processus industriel, y compris les aspects de protection et de sécurité. L’instrumentation liée à l’observation est assurée par les capteurs, transmetteurs et indicateurs qui fournissent les mesures continues et les détecteurs délivrant une information binaire. L’instrumentation permettant l’action concerne les organes de réglage tels que les vannes régulatrices, les ventilateurs, les pompes, les résistances de puissance électrique,et les pré-actionneurs comme les convertisseurs de signaux, les positionneurs,et les variateurs de vitesse. Toutes les cartes d’entrées et de sorties des régulateurs et des automates programmables industriels (API) font partie de l’instrumentation. • Régulation La régulation constitue l’étape, délicate, de la réflexion du contrôle industriel puisqu’elle doit garantir un fonctionnement du processus conforme à l’objectif fixé. Or, lorsqu’un écart par rapport à cet objectif survient, la régulation doit annuler ou amoindrir cet écart en suivant les lois d’évolution du procédé définies par le concepteur DCS : DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM PLC : PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER SCADA : SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION SYSTEM HART : HAGHWAY ADDRESSABLE REMOTE TRANSDUCER TERMINOLOGIE 2-SYSTEME COMMANDE CONTROLE 2-SYSTEME COMMANDE CONTROLE 2-1-CONTRÔLE-COMMANDE DES PROCEDES Les fonctions du contrôle commande des procédés sont avant tout d'assurer la surveillance et la maîtrise du procédé La surveillance du procédé s'effectue par l'acquisition des mesures sur le site et la transmission de ces mesures jusqu'à la salle de contrôle où elles seront visualisées par l'opérateur La mesure est réalisée au moyen de capteurs- transmetteurs et l'évolution du procédé au moyen d'actionneurs en général des robinets automatiques G E N E R A L I T E S 2-SYSTEME COMMANDE - CONTROLE 2-2-EVOLUTION DE L’EXPLOITATION DES CENTRALES THERMIQUES L’évolution technologique des puissances unitaires des groupes et des centrales ainsi que l'évolution technologique des équipements permet au processus d’assure lui-même une grande partie de son contrôle et de sa commande ,sous la supervision d’un opérateur . GENERALITES 2-SYSTEME COMMANDE - CONTROLE 2-3-ROLE DES SYSTEMES CONTROLE-COMMANDE Le rôle des systèmes de contrôle-commande vise donc à économiser non seulement l’apport d’énergie physique,mais Aussi l’intervention humaine sous toute ses formes • Appréciation, mesure et surtout évaluation des grandeurs • Décisions simples sont prises à partir des critères arrêtes • Organisation ,gestion ,optimisation , conservation des données GENERALITES Processus Industriels SYSTEME DE MESURE SALLE DE CONTRÔLE-COMMANDE SYSTEME DE TRAITEMENT DE L4INFORMATION SYSTEME D’ACTION SYSTEME DE COMMANDE LOGIQUE ETANALOGIQUE 2-SYSTEME CONTROE-COMMANDE GENERALITES 2-4 CONFIGURATION GENERALE C h a p i t r e II SYSTÈME DE MESURE 1-Terminologie : - Le mesurande m : grandeur physique objet de la mesure (température, pression, vitesse, …) - La grandeur mesurée : grandeur physique ,chimique ,mécanique générée ou liée au processus et qui est mesurée - La méthode de mesure : utilise des effets définis du processus concerné Pour mettre la grandeur mesurée en relation avec une unité définie - La valeur mesurée : valeur déterminée à l’aide du dispositif de mesure - Dispositif de mesure : ensemble des composants permettant la réalisation d’une méthode de mesure CHAPITRE II SYSTÈME DE MESURE Terminologie : Le capteur : le capteur de mesure détecte la grandeur mesurée et la transforme en signal de mesure Les appareils de présentation : sont par exemple ,des instruments indicateurs , des alarmes de seuils et des enregistreurs 2- Defintition générale Un système de mesure comprend un ensemble d‘élements importants, . La grandeur physique, thermique et mécanique à mesurer (appelé mesurande) est une valeur analogique qui n'est généralement pas exploitable directement. la grandeur physique peut-être une force, une température, un débit, ou toute autre grandeur doit -être mesurée. Elle doit être convertie en une autre valeur analogique par l‘élement de mesure (appelé capteur). Ce signal analogique a la sortie (appelé aussi réponse) du capteur est un signal directement exploitable pour les indicateurs analogiques (affichage à aiguille).- le signal de sortie peut-être de nature électrique. Ce signal doit toutefois être converti en un signal numérique si on désire utiliser un affichage numérique. La conversion se fait par l'intermediaire d'un circuit convertisseur analogique- numérique. système de mesure numérique But : Prélèvement et évaluation des valeurs du processus et leur transmission après adaptation aux différents systèmes a savoir En salle de contrôle sur des indicateurs et enregistreurs Au système de commande logique Au système de réglage Au système de supervision et traitement de l’information Évolution : Toutes ces opérations étaient réparties Structure du système de mesure ( Chaine de mesure ) La configuration générale du système de mesure fait apparaître que celui-ci est Constitué d’un ensemble de chaîne de mesure Les chaînes de mesure de type analogique ou logique sont constitues de capteurs ( détecteurs ) ,de transmetteurs ,d’adaptateurs / répartiteurs , d’indicateurs et enregistreurs Chaîne de mesure simplifiée Capteur Transmetteur Indicateur Enregistreur Adaptateur/ Répartiteur Exemple d’un système industriel. Schéma général d’une chaine de mesure et de commande. (Capteur, conditionneur, filtre A.R, multiplexeur, échantillonneur bloqueur, CAN..) CHAINE DE MESURE CHAINE DE REGULATION Pour réguler un système physique, il faut : Mesurer la grandeur réglée avec un capteur. Réfléchir sur l'attitude à suivre : c'est la fonction du régulateur. Le régulateur compare la grandeur réglée avec la consigne et élabore le signal de commande. Agir sur la grandeur réglante par l'intermédiaire d'un organe de réglage. On peut représenter une régulation de la manière suivante : Capteurs industriels Dans le monde de l'instrumentation et du contrôle de processus, nous définissons un capteur comme un appareil qui détecte les changements de propriétés physiques, électriques ou chimiques et produit une sortie électrique en réponse à ce changement. CAPTEUR Grandeur d’influence (température) Grandeur physique à mesurer (mesurande) Signal électrique de mesure La fonction d’un capteur est de délivrer un signal électrique de sortie S qui est fonction de la Mesurande m. Le capteur nous donne la relation S=f(m) Un capteur est un dispositif qui transforme une grandeur physique d'entrée, Un capteur est un dispositif qui transforme une grandeur physique d'entrée, appelée mesurande appelée mesurande [m], [m],en une grandeur de nature électrique (en général) en une grandeur de nature électrique (en général) appelée réponse appelée réponse [s] [s]. . Le Capteur Exemple : capteur de pression à jauges de contraintes mesurande : pression réponse : tension Définition Constitution d’un capteur Corps d’épreuve Transducteur Transmetteur Grandeur Physique à mesurer Réaction Signal de Sortie électrique Signal de Mesure électrique Corps d’épreuve :élément mécanique qui transforme la grandeur à mesurer en une autre grandeur physique dite mesurable. Transducteur: il traduit les réactions du corps d’épreuve en une grandeur électrique constituant le signal de sortie. Transmetteur: mise en forme, amplification, filtrage, mise à niveau du signal de sortie pour sa transmission à distance. Il peut être incorporé ou non au capteur CHAPITRE II SYSTÈME DE MESURE a) Le Capteur Types de capteurs Quelles sont les propriétés physiques typiques que les capteurs détectent? Citons- en quelques-uns… Niveau , température , débit, pression , vitesse et position. Classification des capteurs Du point de vue du contrôle de processus, nous pouvons classer les capteurs comme passifs ou actifs. Délivrer un signal elect Adapter le signal Gm Grandeur à mesurer Capteur sd Grandeurs D’influences Signal électrique De bas niveau Grandeurs D’influences Conditionneur Sm Signal De mesure Les capteurs actifs sont caractérises par le fait qu’ils assurent une conversion énergie ( mécanique ou thermique ) en énergie électrique Constitution d’un capteur du capteur actif Capteurs actifs Un thermocouple est un capteur actif car il ne nécessite aucune alimentation externe pour fonctionner. Exemples de capteurs actifs Lorsqu'un thermocouple est exposé à une augmentation de température, il développera une tension croissante à travers lui. Capteurs actifs Un autre exemple de capteur actif est un capteur piézoélectrique. Capteurs actifs Transformer Gm en Gi Transformer Gi en sd Adapter le signal Gm Gi sd Sm Grandeur à mesurer Corps d’épreuve Grandeur intermédiaire Détecteur Transducteur Signal électrique de bas niveau Conditionneur Signal de mesure Les capteurs inductifs produisent à l'extrémité de leur tête de détection un champ magnétique oscillant. Ce champ est généré par une self et une capacité montée en parallèle. Grandeurs d’influences Grandeurs d’influences Capteurs passifs Constitution d’un capteur du capteur actif Capteurs passifs Un capteur passif nécessite une source d'alimentation externe pour fonctionner alors qu'un capteur actif ne le fait pas. Exemples uploads/Industriel/ capteurs-mes-industr.pdf