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NORMALISATION DU PROCESS CONTROL Pr. Hicham JAKJOUD hi.jakjoud@emsi-edu.ma OBJE

NORMALISATION DU PROCESS CONTROL Pr. Hicham JAKJOUD hi.jakjoud@emsi-edu.ma OBJECTIFS DU COURS Rappels concernant la régulation Introduction aux standards ISA Méthodes de symbolisation et identification des instruments Identification des instruments et des fonctions Symbolisation des instruments Symbolisation des vannes Symbolisation et identification des fonctions INTRODUCTION GÉNÉRALE: RAPPELS DE LA RÉGULATION Parmi l’ensemble de la documentation d’un procédé industriel, on devrait retrouver des indications sur l’instrumentation raccordée au procédé. Ce qui est utile pour la maintenance; Ce qui permet de mieux comprendre le procédé pour l’ingénieur de procédé. Le transfert de ce savoir nécessite la mise en accord sur la faon de représenter les parties du procédé D'où le besoin en une standardisation Mais avant, nous aurons besoin de voir le contexte général à savoir, le procédé, la chaine de régulation et la terminologie nécessaire. INTRODUCTION GENERALE INTRODUCTION GENERALE Parmi l’ensemble de la documentation d’un procédé industriel, on devrait retrouver des indications sur l’instrumentation raccordée au procédé. Ce qui est utile pour la maintenance; Pour mieux comprendre le procédé pour l’ingénieur de procédé. Le transfert de ce savoir nécessite la mise en accord sur la faon de représenter les parties du procédé D'où le besoin en une standardisation Mais avant, nous aurons besoin de voir le contexte général à savoir, le procédé, la chaine de régulation et la terminologie nécessaire. INTRODUCTION GENERALE  Procédé : Peut être définit comme une série d’opérations apportant des modifications physiques ou chimiques à un produit dans un but donné. Exemple : La fabrication du papier, du ciment, du verre, le traitement des eaux, sont des exemples des procédés industriels .  Régulation automatique (1/2): C'est la technique des méthodes et les outils nécessaires à la prise de contrôle d’une ou plusieurs grandeurs physiques (vitesse, température, pression, courant, etc.) d’un procédé en vue d’en imposer le comportement bien déterminé. Les grandeurs physiques, ou signaux, doivent être mesurés afin de vérifier leur état pour ensuite déterminer à l’aide d’un traitement approprié l’action à entreprendre sur le système pour qu’il se comporte comme souhaité. INTRODUCTION GENERALE  Régulation automatique (2/2): Avec le qualificatif automatique, on admet qu’aucune intervention manuelle n’est nécessaire, le procédé doit s’exécuter de lui-même. Un tel projet implique nécessairement la participation de moyens mécaniques et électroniques. On souhaite qu’une certaine grandeur physique ait une valeur moyenne donnée en régime permanent, malgré l’influence de l’environnement (perturbations). Les méthodes de la régulation automatique ont donc la possibilité de modifier le comportement statique et dynamique d’une ou plusieurs grandeurs physiques d’un système, afin qu’elles évoluent conformément aux exigences de l’application. INTRODUCTION GENERALE  Régulation : La régulation consiste à maintenir automatiquement une grandeur physique à la valeur désirée quelles que soient les perturbations qui peuvent subvenir. La régulation d’une grandeur est couramment appelée régulation de procédé. Exemples : Régulation du niveau d’un réservoir Régulation de la température d’un four Régulation de la vitesse d’un moteur Régulation du débit dans une canalisation INTRODUCTION GENERALE  Régulation :Analyse des activités (1/2)  Pour réguler le niveau dans un réservoir par un être humain, il doit  observer le niveau,  le comparer à la valeur désirée, de raisonner, de décider des action à entreprendre,  manipuler la vanne en l’ouvrant plus ou moins  Ces opérations sont effectuées en continu, et chacune influence les autres.  Si le niveau tend à monter, la personne décide de fermer légèrement la vanne, ce qui diminue le débit et provoque, par suite, une diminution du niveau. INTRODUCTION GENERALE  Régulation :Analyse des activités (2/2)  Ainsi, pour maintenir le niveau constant la personne utilise trois organes :  L’œil pour mesurer le niveau  Le cerveau pour comparer et traiter  La main pour réagir  Trois actions sont donc nécessaires :  Mesurer  œil  Comparer/Traiter  cerveau  Corriger  main  Ces trois étapes sont en boucle fermée INTRODUCTION GENERALE Consigne Consigne Comparer Comparer Réagir Réagir Procédé Procédé Réalité Réalité Observation Observation  Régulation : Boucle de régulation (1/10) INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle de régulation (2/10)  Les éléments de la boucle  Nous pouvons utiliser des appareils pour réaliser ces même fonctions pour éliminer les risque d’erreur  Ainsi, nous utilisons:  Un capteur pour l’observation  Un régulateur pour la comparaison et le traitement  Un actionneur pour la réaction Actionnaire Actionnaire Capteur Capteur Régulateur Régulateur INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle de régulation (3/10)  La boucle de régulation devient INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle de régulation (4/10)  Le procédé:  C’est l’environnement où l'équipement est affecté par le système de commande.  L'action de la commande constitue la source principale de modification de l’état d’équilibre du procédé.  Le procédé est également affecté par des agents perturbateurs extérieurs.  La variable manipulée ou grandeur réglante:  C’est la variable modifiée permettant d’influencer directement la grandeur physique que l’on tente de réguler. Exemple: dans une commande de température, la variable manipulée (aussi nommée la grandeur manipulée) serait la puissance fournie à l’élément chauffant. INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle de régulation (5/10)  La variable commandée ou la grandeur réglée:  La grandeur physique que l'on désire contrôler , (PV pour Process variable)  Elle donne son nom à la régulation. Exemple : régulation de température.  La consigne :  La valeur désirée que doit avoir la grandeur réglée.  Les grandeurs perturbatrices  les grandeurs physiques susceptibles d'évoluer au cours du processus et d'influencer la grandeur réglée. INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle de régulation (6/10)  Capteur :  Élément primaire de mesure élabore un signal proportionnel à la grandeur physique à mesurer (mesurande)  le signal de sortie peut être électrique, pneumatique, hydraulique ou numérique, normalisé, représentatif de l'information originelle.  Puisqu’il est nécessaire de connaître l’effet du signal de commande sur la variable commandée, l’utilisation d’un capteur permet d’en obtenir la mesure.  Les caractéristiques électriques de l’élément primaire sont modifiées par une grandeur physique quelconque: la température, la pression, l’humidité, l’acidité, etc.  Puis, cette information électrique est dirigée vers le transmetteur qui se charge alors de convertir cette lecture en un signal normalisé. INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle de régulation (7/10)  Le régulateur :  La partie du système de commande qui compare le signal de mesure au signal de consigne (SP pour Set Point)  En fonction de l'écart entre ces deux valeurs et de l'algorithme de calcul (Proportionnel Dérivée, Proportionnel Intégral, Proportionnel Intégral Dérivée) pour lequel il a été configuré, il délivre un signal de commande dirigé vers l'actionneur  Objectif: annuler l’écart et ramener la mesure vers la valeur de la consigne . INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle de régulation (8/10)  L'élément final de commande  Le signal de commande élaboré par le contrôleur actionne ce que l'on appelle l'élément final de la boucle,  C'est l'organe actionneur qui travaille généralement à haute puissance.  Il agit sur la variable manipulée (la variable qui affecte directement le flux d'énergie ou de matériel injecté dans le procédé).  Dans une commande de température  l'élément final  un élément chauffant,  la variable manipulée  la puissance électrique fournie à cet élément,  la variable commandée  la température. INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle de régulation (9/10)  La charge  Tout changement de la variable commandée, qui ne correspond pas à une variation de consigne, devra se traduire par un changement de la variable manipulée en vue de restaurer l'état d'équilibre.  Pour cette raison, la valeur du signal de commande est un bon indicateur de l’importance de la charge du système.  Ainsi, supposons qu'un agent perturbateur provoque une chute de température. La valeur de la variable manipulée (courant) devra alors augmenter pour ramener l'erreur à zéro et rétablir la température de consigne.  Pour annuler cette perturbation, il y a eu, dans ce cas-ci, une élévation de la charge puisque la température avait chuté.  Donc, la charge symbolise la consommation du système. INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle de régulation (10/10) Conclusion Pour réguler un procédé, il faut :  Mesurer la grandeur réglée (capteur).  Réfléchir sur l'attitude à suivre (la fonction du régulateur).  Agir sur la grandeur réglante par l'intermédiaire d'un organe de réglage (actionneur).  Chaque procédé possède ses exigences propres  chaque appareil possède ses propres conditions de fonctionnement.  Il est donc indispensable que la régulation soit conçue pour satisfaire aux besoins particuliers liés à la sécurité, aux impératifs de production et aux matériels. INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle ouverte et boucle fermée (1/2)  Boucle ouverte  Une boucle est dite ouverte si la grandeur de la correction est indépendante de la grandeur de la mesure, le régulateur est en mode manuel.  Le mode manuel consiste à laisser à l’utilisateur le choix de la valeur du signal de commande appliquée à l’actionneur. INTRODUCTION GENERALE  Régulation : Boucle ouverte et boucle fermée (2/2)  Boucle fermée  Une boucle est dite fermé si la grandeur de uploads/Industriel/ normalisation-du-process-control.pdf