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الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET P

الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE وزارة التعليم العالي والبحث العلمي Ministère de L’enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique جامعة أمحمد بوقرة ببومرداس Université M'Hamed Bougara de Boumerdès كـلـيـــة الـمــحروقــات والـكيميــاء Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie Les boucles de régulation automatique Travail réalisé par :BENDAGHEUR Abdelkader Dr. K.BEDDEK Département Automatisation Electrification 1)-Introduction a la régulation automatique : La régulation est une discipline technique destiné a analysé et concevoir des systèmes de commande pratiques et autres dispositifs technologiques. La régulation regroupe l'ensemble des techniques utilisées visant à contrôler une grandeur physique. Exemples de grandeur physique : Pression, température, débit, niveau etc...La grandeur réglée, c'est la grandeur physique que l'on désire contrôler. Elle donne son nom à la régulation. Exemple : une régulation de température. La consigne : C'est la valeur que doit prendre la grandeur réglée. La grandeur réglant est la grandeur physique qui a été choisie pour contrôler la grandeur réglée. Elle n'est généralement pas de même nature que la grandeur réglée. Les grandeurs perturbatrices sont les grandeurs physiques qui influencent la grandeur réglée. Elles ne sont généralement pas de même nature que la grandeur réglée. L'organe de réglage est l'élément qui agit sur la grandeur réglant. 2)-Les différents types des boucles de régulation automatique : Une boucle de régulation est un élément d'un système asservi qui lui permet d'atteindre un état associé à une valeur de consigne et de s'y maintenir. Ce mécanisme de régulation cherche à réduire l'écart entre cette valeur de consigne et une grandeur physique mesurée par un ou plusieurs capteurs dont ce système est équipé. Après analyse complète du système, * Régulation en boucle ouverte : La variable perturbatrice agit sur la variable réglant. Cette boucle n'est pas à proprement parler une boucle de régulation, mais un complément à la boucle fermée. Elle s’utilise principalement pour anticiper l'évolution d'une perturbation en agissant directement sur l'organe de réglage. Cette boucle est rapide mais relativement peu précise. *Régulation en boucle fermée : La grandeur réglant agit (par l'intermédiaire du procédé) sur la grandeur réglée. C'est la boucle de régulation de base par excellence. Elle se reconnaît à la présence d'une consigne. Elle peut agir seule ou être agrémentée d'une boucle ouverte et/ou d'asservissement. Cette boucle est précise, mais relativement lente. Quand la consigne est constante, on parle de boucle de régulation, quand elle est constamment variable, on parle de boucle d'asservissement. * Régulation cascade : La régulation cascade sert à améliorer la boucle fermée simple sur les procédés à grande inertie, en diminuant les effets d’une ou plusieurs grandeurs perturbatrices qui agissent : - soit sur la grandeur réglant  - soit sur une autre grandeur appelée grandeur intermédiaire  Ceci est obtenu en rajoutant une boucle rapide, ce qui conduit généralement à deux boucles fermées imbriquées, l’une interne, l’autre externe. Pour que la cascade soit justifiée, il faut que la boucle interne soit beaucoup plus rapide que la boucle externe. Sur ce type de régulation, on trouve en général deux points de mesure, deux régulateurs et un organe de réglage. * Régulation de rapport : Cette régulation consiste à asservir un débit Q à un autre débit appelé libre ou pilote Ql. Ce rapport K, dépend des impératifs de la fabrication, il peut être fixé manuellement ou de façon automatique * Régulation split-range : La régulation split-range (échelle partagée) est un montage particulier utilisant au minimum deux vannes de régulation commandées par le même signal. Cette régulation est utilisée : - Lorsque la frangibilité nécessaire pour une application donnée ne peut pas être obtenue avec une seule vanne. - Lorsqu’il est nécessaire d’utiliser deux grandeurs réglâtes ayant des effets opposées ou complémentaires sur le procédé. Le montage split-range nécessite l’utilisation de positionneurs qui permettent à chaque vanne d’effectuer sa course nominale pour une partie du signal de sortie du régulateur. Dans un montage split-range, les caractéristiques des vannes et leurs réglages doivent être choisis de sorte que le gain de la boucle de régulation soit le plus constant possible, lorsque l’une ou l’autre vanne (ou les deux) est utilisée. 3)-les éléments de base d’une boucle de régulation automatique : a)- Le régulateur : Les régulateurs (contrôleurs, correcteurs) sont le centre d’une régulation industrielle. Ils reçoivent la mesure des grandeurs à régler, les comparent au point de consigne enregistré dans le régulateur et envoient un retour en tant que sortie du régulateurs pour contrôler le dernier élément de régulation (organe de réglage). Il existe des systèmes pneumatiques et électroniques ou programmables numérique. Un régulateur numérique utilise un algorithme mathématique complexe pour effectuer l’action de contrôle. b)- L’Organe de réglage : Un orange de réglage est la partie la plus importante de l'élément de régulation finale, un dispositif qui provoque un changement physique dans l'élément de contrôle final (actionneur). Pour une vanne de contrôle, l’actionneur est la tige de la vanne et pour un dispositif de chauffage, il s’agit du serpentin de chauffage. Un actionneur peut être contrôlé en pneumatique, hydrauliquement, électriquement. Les actionneurs pneumatiques utilisent la pression d'air de l'instrument pour appliquer une force sur la membrane afin de déplacer l'actionneur de la vanne, puis pour positionner la tige de la vanne c)- Le système à régler : Un système à régler est un ensemble d’appareils destiné à obtenir un produit bien déterminé. L’évolution d’un système dépend de plusieurs grandeurs incidentes (entrées). Le système est caractérisé à l’aide d’une ou plusieurs grandeurs physiques mesurables à maîtriser (contrôlables) qui vont permettre de contrôler l’objectif fixé (sorties). d)- Le capteur / transmetteur : *Les capteurs Un capteur est un instrument qui fournit une sortie utilisable en réponse au mesurande d’entrée. Un capteur est également appelé élément de détection, capteur primaire ou détecteur primaire. Le mesurande est la grandeur physique à mesurer. Un transducteur d'entrée produit une sortie électrique représentative du mesurande d'entrée. Sa sortie est conditionnée et prête à être utilisée par l’électronique de réception, telle que PLC ou DCS. L'électronique de réception peut être un indicateur, un régulateur, un ordinateur, un automate programmable, un système de contrôle-commande, etc. Le terme «transmetteur», tel qu'il est couramment utilisé avec les instruments de régulation, a une définition plus étroite que celle d'un capteur ou d'un transducteur : 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 ym et transporte l’information. Ce transmetteur est aussi appelé conditionneur. 4)- Principe de fonctionnement d’une boucle de régulation automatique : Principe de fonctionnement 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. *compare la grandeur réglée avec la consigne et élabore le signal de commande. *Agir sur la grandeur réglant par l'intermédiaire d'un organe de réglage. On peut représenter une régulation de la manière suivante : ***Fonctionnement en boucle ouverte (Manuel) On parle de fonctionnement en boucle ouverte quand on n'utilise pas la mesure de la grandeur réglée. Ce n'est pas une régulation. ***Fonctionnement en boucle fermée (Automatique) C'est le fonctionnement normal d'une régulation. La mesure de la grandeur réglée permet de mesurer son écart avec la consigne et d'agir en conséquence pour s'en rapprocher. 5)-Les perturbations dans une boucle de régulation : Les perturbations, comme les entrées, sont des actions qui s’exercent sur le système. Mais, contrairement aux entrées, les perturbations sont généralement 6)-Conclusion : Les systèmes automatiques permettent avant tout de réaliser des opérations qui ne peuvent pas être confiées à l’homme, pour différentes raisons. Parmi celles-ci : - La précision, Le caractère pénible, voire impossible, de taches à effectuer dans certains environnements, La complexité : à partir d’une certaine échelle (grand nombre de paramètres), La répétitivité, La recherche d’une diminution Coûts par l’augmentation de rendements, La recherche de performances élevées (rapidité des réponses, régularité des produits, coût, qualité,..). uploads/Sante/ compte-rendu-regulation-automatique.pdf