Le-Carnet-Du-Regleur.pdf

March 10, 2018 | Author: adel | Category: Kilogram, Atomic Nucleus, Weight, Physical Quantities, Quantity
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066l rneup9-3cNlnv uo$!p9 e 9

'o sp acBl-oJd xnolopulo

NOrrvlnc?H - s3UnS3Ull

Hnst9FH [email protected]

J t g N H V O3 r

SCNV'IV^ m-P

Fnéfaae

La fin du 20èmesiède r€st€rasansdoute caractériséepar la naissance de disciplinesscientifiquestelles que l'électronique,l'informatique, l'automatique et aussi par l'explosiondes besoinsd'informations de toute nalure exigés par notre sociétémoderne.Ces informationsdoiventêtre structurées,concises ; leur accès doit être rapide. L'informationest égalementune assislanceà la décision,au métierque l'on exerce;celuide "régleur en Instrumentation"pour lequel cet ouvrage ost conçu, est certain€msnt l'exemplede profession permanente où l'assistance n'estplus saulementutile,mds nécessaire. Passerde la conceptiond'un document,d'un ouvrageou d'un outil à sa réalisationn'estpas évident.Celle-cjimpliqueau moinstroisqualitéde son auteur : la compétence,l'expérience,la pédagogie,que l'on retrouvera implicitement dansle CABNET DURÉGLEUR. J'ai eu personnellement l'oppoitunilé d'apprécier ces qualitéschez mon c o l l è g u e s t a m i J e a n - M a r i eV A L A N C Eq u i , d a n s l e d o m a i n ed e l'inslrumentation et de la régulationindustrielles,m'a aidé à bâtir l'infrastructur€ de la formationcontinue,commencéeen ARLESen |967, et que nousdéveloppons à l'insîitutINTERFORA. Nombreuxsontles régleursqui ont suiviI'enseignement de J-MValanceet je témoignesansrisquequ'iln'ajamaislaisséindifférent sesauditeurs. Cer-lx-ci retrouveront aisément,dans le Carnetdu Réqleurl'essentiel des cours animéspar I'auteur,maisaussison humour,quaiitérarementnommée,mais combienappréciéeen loimationcontinue.

DanielDindeleux r d'Université Docteu Chef du départementl.A.A. InsÙtutINTE RFORA.

F r o l o g u eet H o m m a g e s C'étaitdans les anné€s50 ;élàve do l'€ns€ign€ment techniqu€,j'6tais, pendantles vacancasscohir€s, en stagedans l'usino dg produiEcùimiquesou lravaillaitrnonpère. 'Nous noussonmes æaJp6s da la pui3stncr 'a-t'il dit sn padanl de gônération,'/a sa vôùe lee le systèmeneNeux de tout cell elle s'oæ7!peîede l'inlor:n',tion '. Apràsl€ diplôme,CoMstpm'a p€rmisde dérnarr€rdansle métjercommsje le souhaitais : en déplacsm€nt, les oulilsà la rnain.En '1969.i'ai r€nconùéDanielDindeleuxdansuns baraqued€ chantie(ân Arl€s.l'lnstitd d€ Réoutàiondérnarran. O. DirÈ€l€uxm'a appris cornmentd'un€ drl6oriemêmecompliqué€,o.t p€ut tirsr une p(atiqu€simpl€s( quotidi€nn€. Lofsqu€nousl'avonsquinô,13 ans après,l'l.R.A-6tait connuun peu partoutdansle rnonds.Lâ torrnationcontinusétaitd€venueune néc€ssité poursuivrel'évolutiontechnologique. D.D. avec d€ nouv€âuxmoyenslance un cenlre puissantpour répondr€à c6ne - 6 rue J€anMaé - 69190St Fons) d€rnand€accruo(l.A.A.lnrERFoRA Et ça continu€! Vit€,très vits ... Do temps en t€mps,il taut fair€ le point,écrifec€ qui est acquis.Voilà la genès€du "CARNET D{-J RÉGLEUR..

J'sspè.squ'il rendraservicsà tous csux qui dans lour méliÊrcôtoi€ntl'appar€illag€ de mesure€l de régulation. A tous csux-là: Boncourage.Cordialement 1€rJuill€t1984 Jean-Mari€ Valancs iôgénr€{.rENSCI/ENSr/r

Réglsur,anirnalsurds lofrnârion, auteur.édit€ur....

Prologueà l' éditionau formatA5 ; novembre1988 évolLrlion: - accroissemenl considérabl€ d€ l'utilisâtjon d€s miqo-procasseurs

d€ no.nbrslx c:rpt€urs :ront diÉ "intelligênts'c t lls prenn€nl on compl€ c€rlarn€g veriaùonsd€ eur enyronnoment,le t€mpd{anir€pâr erêmplo ( le ter ê o!1 plutôt 3!rpreîant : I n est pæ utilisépolr los plant€squi lon! csla doplis ioulo{rrs ) le muitplicâlbn d€s mrcro-ordlnatoufs p€flnêtdâ Ealer, en grand no.nbreet q!a3i rnslanlaném€ni.lout6s sônes d inlo.mâto.jg. ca Ùalofireîl pelt ! êtlectrof p.aÙqu€monln irnpo.laoii oràc€ arJrdsaaur (ycD.npns â trôs grandosdislâ.lcJs awc la lddynati?ue) ... €t b3 édileurs unlisanldas lrailenênts d€ lert€ aLgmênlents€nsrblomontle qualilé o€ reursouvrage3...

- développ€m€nl importantdu m€suragedirecldes mass€sd€ fluidesdébitées. conséouoncgs: l'-8sp.if du CARNEIn'a pas changé(€t n'availpas à ôang€r ) mais il tallait - insist€rsur les lacitniquesexistanlesqui demgurgntutilss, - réduireI'jmportancs d€ call8squi sonl€n voi€d'obsolsscsncs,

1

Fr6sentatlon CONTENU

Pourconstruireune boude de régulation(cidessus,régulalionde températurede produit sortantd'unfour)il faut : . Obtenirdes informationssur l'étd du procédé(pression,dôbit,t€mpéraûrre,niveau,elc ...) et c€s informalionsdevrontôtre envoyées€u,tx autresappareilsde la boude. C,est la parti€MEsuREs : pRESstoNspage 43 , rnlNsuerrruRs 59 , oÉBlTs75 , TEMPÉMTURES 111 et NIVEAUX 131 ._ . Indiquer.enregistrer,lransformerles signaux,toutescas toncliongsont étudié€sdans fe chapitreAccESsolREs g€ç'e147. . Agirsur le'nroc#.Apourrnoditiorson étât,cest le rôledes aclionneurs, page165: VANNES .

. C,omo?rer la valeurde la grandeurmesuréeà la valeursouhait6e par l.exploitant (coosigne) et commander l'ætionneuren fonctionde l'écartentreces deuxvaleurs, c'æt l€ rôledu RÉGULATEUR page 1æ .

4

5

D T .C ! ARNET . Pourmodifierla granda.rrmesurôe,ll laut conna'rreb ûaçondontdle ârcluequandm agit sttrla grandeurde r6glage,Cestl'ôùJdedu pnocÉDÉpage195. .Qbgldl le (oules ) r6gubteu(s),éùdierles réglagespsmettantd'obrenirquellesque loaentles p€rturbdon3,unegrandanrr6gl6estaue et pfoch€de la consigne,dæt fart dela RÉcutAnonpage207. page I paralûontlasddleux,malsll est Indlspensable . Ler PRÉLtMtNAlREs de tee connaîlrepourcomperËreles erpllcadong descàafiùæ qul 3ulv€nt . Desindications complémentairee et quelqueschiffteg,souventutiles,sontdonnésen ANNEXES de la page24il à la pge ?g2. . Un INDEX enfin d'o{twagedonnele dassernent alphabélique desmdières.

COMMENTUTILISERLE CARNET 1/ ll est possiblede lirEle czunetcomm6un cot 13(de la page 1 à h page236)dansce cas, pr6voirplugieurssernainesI un texte lechniqu€ n'est pas un roman I 2/ L accàsà un zujetprécisestlæile en utilisant - la tabledes matières - ou l'indexpage305 3 Vouspouvezprocédercomm€bon vous semble... aprèstout c'estvousqui lisez I C€ carn€tne peut pas ôtre un cataloguede solutionsimmédiatesaux problèmes de Mesureset Régulation,mais il peut aider le régleuren instrumentationà cirercherdes solutionset il doit servird'outil,parmid autres,pour I'acquisitionde connaissances dans la pratique de l'instrumentation,dans l'art du mesurage gt dans les techniquesde fégulation. Ceïe lorme a ô1échc,isiepour qu'il puiseètreùansporté,crayonné,modiliô,complét6... A cet etfet, des pages blanchesont été réserv6eset repèrôesdans l' tHDExpour y inscriredes notes personnelles( appareilsditlérents, lechniquespartictrlières, astuces de rnontage,etc ...) Rernarque: dansce livre,cornmedansla pratiqueindustrielle,il y a des chosessimples et des choses compliquées.ll n'est pas nécessaired'avoii compris les choses compliquéespourutiliseravec profitles chosessimplesI Les paragraphesdont la marge6st bordéed'un trait noir sont des exemples des calculsou des détailsqu'il n'est pas indispensable de lire lorg de la 'première leciure'. lls seronttràs utlles quand il sera nécessairede faire un cabul similaire. 5

7

REIIAROUES Rt Certainesméthodel de celcul paraissentlongueset fastirJieuses, en fait ce sontles explicationstrès détailtéesqui sont longuàs; les m6rhodes'ettâs-âàààs - - sont simples,raçideset stlres,sinonellesne seiraientpas dansle CARNET... I Re Normalisation: nousreconnaissons tors llmportancede la nornralisdimdans noçe activité professionnelle.comme. dans la vie'quotidienne(si la vissàiie Àeair pas normalis6e? Quelcaucfremar! ).

jl9l:11rlguoi n9 pai parricii,er à c€reflorrcoilectifen modiliant (unpeu)nos nabttjd€s pour cgile nécessité ?

utifiser les unitésS.l. ou dye d'un trdtsmetteur,0€m€ttreau juste l) ne compliquepas trop le travail,etll'ajultage quel avantag€d'utilisorce vdcabulaireintômaionaf définipar les normesI .'étalonnage' est en principeréservéà cauxqui disposent d'un .ôtaion-otficiel. '(comme n'est pas facile d'emploipour cetlx qui t,l4ustage.' "miseau just€ d'un instrum€nt l'auteur)"n ôrt tait a h rrme,.pourtant I'expression de mesuie-ne rn€lnque pas de charme. Rs capteur+trensmottâurs: dansles appareilsde mesurage, il y a généralement une partiecapteurel une partietransmetieur.ll est scuventimpoâanfdedistinouercas d€ux parties.L'appellationde ces appareilsdewait ôtre 'captsur-transmeuùr mais c'e.stun peu long ;en pratiqueil €st utiliséun szul de cei termes,étantentendu qu'un capteurqui ne transm€tri€n,n'intéressepersonneen régulation,pas plus qu'untransm€ttzurqui ne capterien I Rl Electronique/N.umériq ue : la technologie du matérielnumériqueappartientau -mais domainetrès généralde l'électronique, la ditférenceentrà Lesrtâstrumenrs "analogiques"..(mA, mV) er.les instruments"numériques'(chiflres)Bst t€ll6m6nt importante qull seraconsidérédeuxfamillesdistincies: 'la rfuulatioirélectroneue. danslaquelleI'informationcirculesous la formed,uncourantitandard 1+zô mÀ) et la 'régulationnumérique'où la transmissionesl taite par des'imfulsiôns représentant desnombres. Bs choir der unitér poyf ul calcul : lorsqu'iln'y a quedeuxgrandeursen prôs€nco, m peutchoisirles unitésles pluscommodespourle calcul;àvectrcisorandzursog plus,il n'ya plusle ôoix : il fàututiliserles unitésSl . Ro 10 s, 1O- s, €tc ('dix puissancecinq,dix moinssix, elc -) : le. puitrancer de dir sont un rnoyencommoded'ôcrireles nombrescompoftantbear.rcorJp de zéros,mais elles présententpeu d'intérêtdans l'utilisâtiondes câlculen€s.Elles no s€ront prâliquem€ntpas rJÎilisées dansl€ CARNET.

6 llerci les sponsors I

Léditiontraditionnelle du CARNET en auraitlait un outilcorlteux.pour èûe joliment accessible (et à tous illustré)il est "sponsorisé' par quelques enùepdsesd€ la profession.

AOIP

page 129

BURKERT

page 58

ENDRESS+ HAUSER

page 1z16

FISHERCONTROLS

page 221

FOXBORO

page 242

GEORGIN

page152

KELATRON

page 147

KROHNE

page 75

MASONEILAN

page 178

MECI

page 179

OTIC FISCHERPORTER

page 57

PYRO CONTROLE

p a g e1 1 0

SAMSON

page 74

THERI/O.EST

page 126

b, Ntaottrtt LE CAANETDU NÉGLEUR e.ur.. . RéguLtiol

SOUMAIRE ( 1 ^ a l E D Es t A T r E r E s

avat ta pFÊFcE €t ta paÊs€rf' roN ou cilNFr, )

Péllmlnaires---9 Presslon...43 TransmotleuB . . .59 Débits'--75 . -. 111 Tehpéralu.es Niveaux---131 Accessoirê5...147 Irnplanlatlon...161 Vannes...165 Régulaleur..-179 Procédé...195 Régulation..-207 Annexê" pneunratique-..- 239 . -.243 al,llitExEs -.. INDEXalphabélique page3

dehières

-sâbrirédfabrhddBn$ùe

3i

.Lgryssd'â]!slâ€.6n.$qsdgF6#

-cdddù.æôk'qu..114 'M&'.o.qdqu.d5lsp.fu6..127

. App€r.{. urilistn d.. plong.lrt . M6uf. d. niv.dJr ps m€.('. do p..ô.lon . Af.. ùe(|ldqlo. d. mâ$ré!.

. Â[email protected] dlnddldoî p.rnrndqu€ . C6îv.nl*dlr l/P.P/|...t53 . hnM.in.

d. éldr. ... 157

lmplâ'riâtlônd.. capr.u|! ,,. 16!

. autêt .cdonâôur!... 175 . Fo.Elio. Prcpo.ùom€ll.... 180 . Fo.t!ôr' rnôgraL ... 1æ . FoE{rô.'D*ivô. ..- 18€

. S.t'é.na! londoînolt

. Mie s !€rvic. duno rôlulâtk 1P.l.O. . Régulâid mm&iqr. . R.O.O -.. 239 Amslô' P.rouûrdqu.' ^m€x. : r.bl. d.. - - - 2/r3 Indd alDtrabdioue do. n'.riÀ... : d.rlàrc. pâ9..

PRÈ.IMINAIRES 9

PRELIMINAIRES Un pzu de calo.rl L'entrstiendes instrum€ntsde mesure et régulationn'exige pas des connaissances mah6rratiques importantss,par conte il faut savoir elteciuer rapidem€ntet sÛrementde ff mbr€ux petits calculs. et, ou de fatiguedurantune intervention,il est bon Comptetefiu de l'étatd'énervement, "automatisme ... infaillible" d'acriuérirpources calculs,un Les unitéscomooséeset le chanoementd'unités '144kmlh = combiende m/s ? Exemplesde conversion: I l/ s = combiende m3/h ? sousleurformeréelle. ll y- a un truc : 6crireles unitéscomposées 144krnà l'heure(oupar heure)= 144km divisésparuneheure' puischangerles unitéssimples: 144km = 144 000m th=3600s 1440€ôm 1 4 4 k m 1 4 4 0 0 0 m=æs --îf-=Tddôs et annoncer: 144km/h -- 40 m/s . L'autreexempl€: I I / s = combiende m3l h ? . e 8 | = ffi5 ms nobz I'utilisationdes fractions,beauctup plus sÛreque 1 nf =1 000 I !'écritureavæ des 0 ( 8l =0,008nf ) . 1 1t=fr66h I 1 t= ijd-o ffP 8|

'1

lractionde kactions,mais rappelezvous : lmoressionnante pAS oN tluLTlPLlEPAR PARUNEFRAcrtoN, or\iNEDrvtsE

000"'

]s=:Ç 3600" a t

UINVERSE,

a

3 6€€ Y 1 s - 1 0 € ô "- - -

:_.:

I

28,8 m3/h

entrainezvousav€c :

1 , s)

25kg/mn = ?tonne/h 60rn/s = ?km/h 2 4 t o n n d h= ? k g / s

2 1 6) b,bo )

Remarque: La calculenedonnebeaucoupfop de chitfresdeniàrela virgule.ll serait le dixième ridiculed'écrire6,66æ666kg/s:le dernierchiffrereprésente I de milligramme J. M VALANCE

L E C A R N E TO U R E G L = U R

I

't0 Lâ règle de lrois :

Type de questlon: un capteur-lransm€tteur de niveaudonneun signalde sortie va|a5t99 4 à 20 mAquandle niveauvaried€ 0 à 10 m. euel estle nivi'ausi le signal €stde 14mA ? ce genrede questions€ po!€ constamm€ntpourtoutesles grandeurs converties on (4 à 20 mA,3 à 15 PSt,2OO'à1 000mbar) $Sn?!rrstandards sont"décalés': le zérode la mesurene correspond pas !1niçe^11gue cessignaux à 0 mA,0PSl,ou0 mbarI Le truc consisteà utiliserune représentation graphiquec'est-à-dire un,.papier, un crayonet un croquislutiliserdirectement unecalèulette estun€erreur: le rôsuitarsera certainement faux. ll vautmieuxcommencer parun croquis. VOIRREtt'tAROtJE R 1 page 7 Dessiner :

(awc fhabirude, on peuts€contenl€r dimagin€r maisçatatigueptusl)

0m

10m

4mA

20mA

Cettereprésenlation de l'information est repriseau chapitreTransmeneurs maisil faut déjàremarquerles notions"d'échelles d'entrée"et "d'échelle de sortie,.:

oE----r___

4 rnÂ

--

10 m --...-Jg 16 mA__.-

-

2o rnA

Pourle signalde sorlieles nombresà utiliserdansles calculsne sont oas les valeurs du signal

r'--"-'--U

Puisque le "zéro"està 4 mA,20 mA surl'écfrelle représentent I6 mA danslescalculs (20' 4). La moitiéde l'échelle esrà 12mA (12 - 4 = É danslescalculs) le 1/4à I mA (8 - 4 = 4 pourlescalculs), €tc....d'oùl'intérét de faireun croouisI Prépar€rune règle de trois

I x5 11,

! On recherctre des mètres,commencar par la pleineéchelleen m (-l0m) 2 Diviserpar l'autreécfretle(ici 16 mA) parla donnéede la quesrion 5 Muhiplier (14- 4 = t 0 mA)

10

PREL /IIIIAIRES

11

En égivant les unités,on vérifie,en 'simplifianfqu'il restedes m (c,estce que lbn cherche) 1o m x lQS= -TæF 5,25, Vérificalimimmédiae: €n siùrantwr le croquisle résultatquivientd'âtretrouvô.

0m

5m

7,5m

10m

z'oml

4mA

14mA 6,25_ m apparaiten meilleurepositionque les 7 m ou 8,7Sm qu,onauraitpu trouveren oubliantle décalaged'échelle. Autre_ exemple: mèmecapt€ur-transm€tt€ur queci-dessus. Le niveauest de g m, combiende mAdoit-ily avoiren sortie? 0

l0m 20 mA 16mAx 8 m 1 0m

2 1 On chercfredes mA,on commencepar l'échelleen mA 2 On divisepar l'âutreéchell€ 3 la donnée .1- o6 mm A x 8 m= 1 2 , E m A Attention signaldéalé: + 4 mA 16,8 mA Véritication:

8 m

l0 rn 20 mA

1 6 , 6m A

Surle croquis: à I m correspond un slgnalentre16 et 20 mA,les 12,gmA ne collent pas,c'estlà qu'onse rappelle de + 4 mA,à nouveau l.intôrêt du croquisI de pression éleclronique (4 - 20 mA)a une Pqr!|" {Oq]Eg; un capteur-transm€n€ur

échelle de 28 à 32 bar {remarquezquo si la velôurnormaledo lonctionnement se situeaux environs de 30 bar, lo fail dutiliset un€ ôchelleréduitoautourde cotto valeurrond lo cagteur-transmetbut n€tlementplus sensible).

1/ Ouelleest la valeurdu signalpourune pressionde 30 bar ? Z Quelleest la pressionsi le signalest à 16 mA ?

} M VAIIA]CE

. L€ OTR\FT OU REGLAJR .

ll

12 Réponses : 2a .f{ f 1112mA

29

i or

21 31 bt

30

!t

t2

t'6

t2br 2omA

(sarcæ*;rtalall

Aulre exemole:

50'c

150'c

200

I ooombar

1/ Quelleesl la.températuresi le signal est à g20 mbar ? 2l/QJd est !e signalpour 90"c ?

820mbar - 200mbar décalage dusignal

'l00'c x 620mbar 77,5.c 800mbar + 5 0 décalage des.c 127,5.c 90'c _ 50'c 800mbarx 40 .c

r

1 0 0' c

320mbar + 200mbar décahgedusiTnal 520mbar

La règlede trois est évidemment plussimplesi la sortieest expriméeen pourcenragê de variation. Exemple: 0m 10m F_{

o%

1oo%

c'est-à-dire: quand la valeurd'entréevarie du mini au maxi. la sorli€varie d€ 0 à 10O'/".

5m

15m

o%

100%

28bar

32bar

0%

100%

Celarevientà dire4 mA,3 pSl ou 200mbar= @/. y" 20 mA,t5 PSIou 1 000mbar- 1OO La pleineéchelleest 100% 't2

PREL|MT.| TFES

'13

[a demi-échelleest 50 9ô Le quart d'échelleest 25% €tc... Dans-ge cas,.le décalagedu signal disparaitdes calculs. L'instrumentislsdevra tout€foisretenirqu€ oolccorr€spondà 4 mA, 3 pSl, ou 200 mbar.Autrsm€ntdit, à 0% le signalde sortie n'æl pas nul (e signalde sortie €st nul sêulementsi l,alimeniationdu capleur-transmefiour ou sa liaisonost coupée!). Flemarque: l'utillsationde % s'appliqueaussi bien aux variations de l,entréedu

capt€^u{-qT:qrgqqq qu'auxvariarions (Stalg9ur.me.su.rée) du signatde sorrie(4 à 20 mÀ 3 à 15Psl,200à 1 000mbar)detout€s quandtout-va façons, bien,si la mesure

varie de 0 à 10070,le signalde sortievarielui auéside ô à tOæUo I Maisat€ntion, on p€utàvoirdeux cas :

9 _ r 2 3 4

s 6 7 A 9 1 0

o 1 2 3 4

5 6 7 A 9 1 0

comme surlesenregistreurs lire10,20,30,... 1OO% q 1 2 3 4 . 5 6 7 A s 1 0 0 3 s 7 1 0 I

FONCTION LINEAIRE : Lorsqu'ona :

q 1 . ? 3 4 s 6 ? A s 1 0 o 1 2 3 4

5 6 7 8 s l O

On dit : "la relalionentrel'entréeet la sorti€est linéaire"ou "la sortieest linéaireavec l'entrée'oule signalde sortieest proportionnel à la grandeurmesurée. S io n a :

q 1 2 3 9 . s 6 7 'A 9 1-r 0 l--ri------ -r---!- --J I lo 3 5 7 1 0 I La sortie€st une tonctionquadratique, €lle est proportionnelle au carréde I'entrée (c'€slsouventle cas des débits,maisce n'estpas le seulcas de fonctionnon tinéaire). Pourquoidit-on'linéaire"?: parceque la représentation graphiquede la rêlationentre I'entréeet la sortiesst un€ lignedroite.

s1 7l

Ét 5l

4..|

a r 2 3 4 5 6 7 I 9rB .F M VÆINCE

LE CARNET OU RÉGLAJF .

13

14 Pourune fonctlonquadraùque,on aurail

8 1 ? 3 4 5

graphique€st un€ parabole. La représentation La fonction linéaire est la lonction mathémariquela plus utilisée en m€sur6 et régulation.ll conùentdonc de bien en connaîtreles propriétés. Mathématioue: la représ€ntation graphiqued'unedroitecorrespondà la relation: s = k x e où k est uneconstante c'est-à-dir€ un nombre quelconqu€ maisconnu(oufacileà connaître). Exemple:s=2xe (k=2) Tracédu graphique : se donnerdes valeurspour e et calctller s s ie = 0 s = 2 x 0 = 0 s ie = 1 s-2x'l =2 s ie = 2 s = 2 x 2 = 4 s ie = 3 s = 2 x 3 = 6 elc ... Avecles couples(1,2) (2,4) (3,6)etc...tracer dês pointscommeàla" bataillenavale" g ! 1t-r

Remarque : tousles graphiques représ€ntant une relationentredeuxgrandeurs sonl facile.sà construire: prendrel'initiative pour d'inventerdes valeurs une des grandeurs €t calcul€rles valeursde l'autreavecla relalion.Ouandil y a assezde points,tracerla courbe. Exemole :

e= ! e z

soil

n=frrxrt

Cenerelalionpourraitse renconlreren mesurede débit (F) par pression (P) diffêrentielle

PRELIMINAIRES15

F=0 F =2 F=4 F=6

----> P = 0 ----> P = 1 ----> P = 4 ----> P = 9

P rsj

C'e:n ?^5 ç ?FUT ETR,E,-..?

"F M VAI.AAJCE . LE CAR\ÊT OU REGLEUF.

15

16 Décalagedu zéro :

lorsqu'ily a décalagedu zéro,exemple:

o,m

6m

4mA

20mA

La relations'écritsous la lorme : g=kxe+b b est aussiune constante. Ainsih relationenùe e en m 9t s en mA s,écrit:

s=2xe+4 k =2 b=4

( 2 = 1 6n a l S n l

Le point(0,0)n'estpas sur la droite +4 indiquele décalage + Les six grandeursqui sont.intsr -- --' sont indiquéesici pour permettrera _itesen France compréhension éventuelle de vieillesnài"". . Toutesces conversionssont d,ailleursfaciles à retrouveravec p = h p g sauf æur les expressionsU S où il faut retenir: .l pSl = 6 900 pa t L'inventeur sn est Evangelista Torricelli,hatie,160g- 1647. 2 Le mercureest €xtrèm€m.enr pratiquepour les mesuresde pression,nrais ir s,en est fait dans tes pays industriatiséslil t;tï;;-.;#,Ë,ion tqrip".rri'iàrË.î". egoutr, ooncdiansles rivières)que l,alarme" OtÀO*nàË','in ,r"g" €st maintenant prohibé. 48

PRESSION 49

N/mr Pa

N/mn, Mil/mr MPA

ll{/mr t0-i

I N/nrmr I MN/mt ,l MPâ

lcr.

I bat ! dàN/cml

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I

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2.{909 l0|

2.1909 t0.r

} M VAIÀJCE

2.4909

2.5,r0 10,,

2.4583 10.!

LE CARNETqJ FrcLEUFI

r.8676

0.3937 10,

25.4

27 . 6 8 |0

0.36127 |0 . '

50

Lesmoyensd'aiustaoe en mesurage de pression: Commepourtous l€s inslrumentsde mesuragequi sontprésentésdans le CARNET, l'opérationd'ajustag€(miseau juste, anciennement"étalonnage")consisteà : 1/ SIMULER : gén6rerla grandeurque l'appareilaura à mesurerdans l'unitéde fabrication(de prélérenceav€cun lluidepratique: de l'air,de l'eau,de l'huile,...). 2|/MÊSURER: la grandeursimuléeavec un appareilprécis(s'il est fragile,ce n'est pas grave,ça s€ pass€à l'atelier) 3VAJUSTER : l'insùumentpourqu'ilfoumisseune informatlon correspondant à celle de l'appareilprécis,c'est-à-dire un certainnombrede mbarou de mA qu'ilaurafallucalculerau préalable. Simuler avec l'aircompriméde l'at€lierjusqu'à7 bar, au-delàuns presse,un groupe compress€ur ou une balancemanométrique dite"à poidsmorts"(page52) Mesurer avac un manomètrsde précision(on disait"étalon"ou "de vérification'mais ces deux termes doiventêtre réservésaux servicesolficiels),superbeappareil mécaniquedont la précisionatteintt 0,06%.Les manomètresélectroniques, moins lragileset de moinsen moinscherssontencoreplusprécis.Un apparsilde qualitédoit égalementôtre utilisé pour m€surerla sorlie du transmeneurélectroniqueou pneumatique que l'on va aiuster. Ajuster c'est une aflaire de tourn€vissur les réglagesde "zêro","d'ôchelle', éventuellsment de "linéarité". Des explications sont donnéesdans les noticêsdes constructeurs, mêmespour les manomètres, mais la pratiqueest indispensable, elle peut ètre acquisepar apprentissag€ à l'ateli€r.Ouandau calculdes milliampàres ou desmillibars à la sortiedu transm€neur. le CARNETDU REGLEURestfaitoourcara (règlede ùois,page11)

'

à l'anentiondes ancirrnsdu métier: biensûr,moi aussij'ai pensô"6talonnage des mesuresde pr€ssion'maisfalsonsun etforl,le langageévolue!voir R2 page7 50

AJUSTER

MESURER

SIMULER

A LIM ENTATION

to a2

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3 T 1 T L À R O U S S E: SIHULER

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i : _ i r ' : l o v c n , . 1u' n e n : t s r : : ' : 'l( n: -: .AÊNE'i- AJ REGLEUFI

:)r

52 La balencemanométrique,diteà poids morts est à la foisun générateur de pressionet un appareilde mesurede précision( i 0,01%). A piston:S=0,5cm2 B cylindre C & E plateauxrecevantles masses; ne pas oublierleurmasse. F masses; ellessont graduésdirsctement en bar ( Pressionen Uar= $ )

-:--*lH 0

Doc.

activedu piston ,,G surface huite 'r I l'instrument qu'illautduster

K cabestandu compress-eur à main L pistondu générateur de pression,en fait, la vis elle-même BOURDON^ ; u corpsdu comprêsseur R & S pointeauet coupellede remplissage en liquideH

le générateur de pressionou de !1,:ll.,t"de merveilleuxappareilsporratifscomporranr précision,, t,alimenrarion du transmetteur et t,afTichage du signal Ii"l,^9AT9T^9tr_e-cte de sortieenpneumatiqu€

et enélectronique ......de quoiièu.ii Ààir-l;à;ËÀ";l

Dac.

Lorsqu'ona lait un

Remarque:

52

SCANDURÀ

a consciencieux,veillerà ce que personne e sousprétexteque I'indicationlournie par I'instrumentde mesure, est dillérentede'!'état du procédé.Le régleu1doit d'abord être absolumentcertainque !'état du'procédé ist effectivementdiflérentde ce qu'indiquel,in&rumentde'mesue (ce contrôle. n'est pas toujours évident,it est quelqueloisnécessàire d'improviserdes moyensde vérilicatian)

PRESSTON 53

Voir page 161

PRESSOSTATS Les appollationsen "stat" (pressostat,manostat,thorrnostat,...) désiqnentdes appareilsdéclenchantun contactà une valeur pr6régléede la grandei.rrmeéurée.ce n€ sont pas des instuments de mesuragemais des appareilsde sécuriré, d'alarmeou de régulation"Iout-Otr-Rien' Ressorl

S o uft l e l

a./-

Doc Georgin,voir page152

CAS DU VIDE

s'appellele vlDE. !? zonede pressioncomprisesntrao et la pressionatmosphériqus c'est un domaineà part,l€s matériauxy ont des comportàment! panibi.rliers, et bien sùr,plus..l€.vide est poussé(prochede zéro)plus l€s comport€m€àts sont particuliers (ce qui d'ailleurs.justilie l'intérôtque les nationsportentaux laboratoires dà l,espace, genre"Spacelab"). on utilis€industriellement, en particulierdans I'agro-alimentaire, des videsde prusen pluspoussés: ces videsse mesurentav6c un appareillage tràs spécial.pour les vid€scouranlsles transmgneurs électroniques convienn€nt.

.I- M VAIINCE

.

t€ CAFINET ûJ Rtr: A.jR

53

54

MANOM ETRESELECTRON IOUES .fBuggç-gle contr.ainter par I'intermédiaired'une membranedôformeune 6ièce sur laquellesont La.-pression collées ou "diffusées",desjauges de contraintesassociéesen pont de Wheatstone (ass€mbleoe, pourmesu€rl'un€d€nùÈolles) ùésconnu, d€ résistances . Uneéleclroniqueassociéep€rmetd'obtenirun signalde sortib4 -20 mA. Cellulecaoecitive La menbranesoumiseà la pression(parcontactdirectou par l'intermédiaire d'unehuile d€ profection)€st une das "pl4ues' d'uncondensatour(pags144) . Lesvariationsde pressionentrainentdes variationsde la capæitédu condensateur . C.ristalde quarf La pressionà mesurercr6e une compressiondu cristalde qmru nrodiliantsa fréquence

de ;ésonance ( la kéq€nc€de résonnanc€dun quare so mesureessêz tæilementà en jr.rge der millionsde montresnumériquesqui sonttebriqué€s chaqueanné€l) .

Cerabar.. .Lemanornètr+transmetteur de presslon . Compact avecou sansindication localeLCD . Letransmetteur manomètre sansaiguille, ni baind'huile.

. Celluleéramique . principecapacitf . précision 0,2% HUNINGUE . tenueexceptjonnelle 3 ruedu Rhin68330 T é 1B. g6 90 08 5 T é l e x8. 8 15 1 1 aux surpressions et Télécopieur. pulsatlons. 89 6948 02

Endress+ Hauser

+ que la mesure

54

Endress+ Hauser

TRANSilENEJRS

s

TRANSNÆETTEURS E ET TRANSMI Les hommesou.les appareilsqui ont pour tâche d'assurerle fonctionnement d,un proceoeIndustrieldoiventêtre informésdu comportem€ntde ce procâJé. c,est_à-dire qu'il faut.mesurer,sinon toutes les grandeùrs,au moins ôuelquesoiandeurs caractéristiques de ce procédé; voir mêhe se contenterde capier Ëi-vaiations oe cellesque l'on sait mesurer. Les hommespourraientp€ut-êtrese cont€nterd'une indicationsur place mais les appareilsimpos€ntque l,information soittransmisejusqu'àeux. une grandeurcommera températureou ra pression,en une information JlansfoS.er pouvantcirculerdans des tuyaux,des câbles,des fibres'optiques ou par ondesradio est maùèreà réflexions: - Réflexionssur les mesur€sindustrielles : pour assurerI'asservissement d,un€ grandeur,il fautcommencer pa.rla m€sursr,elieou ses efiets. - Re,flexion sur l'aspect thârrique"de ces technologies qu'uneqrandeur : comprendre pnyslqu€menl concrètepuisseêtretraduitêen ùne information quaii immâtérielle, ne relève pas du simprebon sens, ir raut rorcer son esprii à effectuerune gymnastique intellectuelle ! c'est cela que nousappellerons l,aipectthéorique. - Réflexionsur le lutur : l'évolution de la régulalion, c'est-à-dire du fonctionnemenr automatique des procédésde production industrielle est très liéeà l'évolution des tecflniquesde mesuragest de transmission. DEFINII-IONS: capteurs ' lransmetteurs:commeir est remarquépage7 (R3)dansresappareirs de mesurageil y a généralement une partiecapteuret u-n e gârtietransmetteur. I est souvenlrmportantde distinguerces deux parties.L'appellation de ces appareils devraient. êtrecâpteur- transmetteur, maisc'elt un peu long ; en pratiqueil est utilisé un seulde ces termes,étantsnlenduqu'uncâpteurqui ne transmet rienn'intéresse personn€,pas plusqu'untransmetteur qui ne capterien ! dun.capteur à mesurer.La mesurede cenegrandeur varre l une lItr!:vareurminià uneii y.a ra grandeur o valeurm-axi.ll est usuelde parleren pourc€ntagà de variation: le mini esr 07", le maxi est 1oo%.La valeurde àe pourcéntage êst-l,iniormation à Ùansmenrs. Pourâtrecomprisepar les appareilsrécepteurs, cen-einformation doit étre mise sous forme préciseappetéesigààt et,,en |occurrenc;, tig;;i;; sortiedu tansmeneur. Transmission: La signalde sorliepeutavoirdes formestrèsditJérenres, €nrreaures : 1/ un€ prsssiond'airmodulée

mesure 0t .

* - l

50t

signol 200 mbor

600 mbor

I

loot r

I OOO mbor

standardu.s = 3 à 15 PSI (- 208à t 030mbar)

60 2/ un courantélectrique

mesure ot signol 4 mA

50: 12mA

lo0r 20mA

d'aufiesstandardsont été utilisés: 1 '5 mA, 10 - 50 mA, 0 - 5 mA,0 - 20 mA,0 - 5OmA. par exemple numériques, 3 des signauxen tension: utitisésavecdes indicateurs 0à2Vpour2000points. 4/ les signaux numériques: (on dit aussi sorties digita.les)ils. sont relativement nouveâuxmaisle fait qu'ilssoienttrès commodesd'emploiles destineà supplanter toutesles autresformesde transmission. pneumatique) a provoqué.le La lransmissionpar pressiond'airmodulé(transmission un savoir-faire demande l'€ntretien développementdtinstrumentsmécaniquesdont "instrumentiste "régleur ont régleuf' ou en instrumentation" particuiier.Les appellations de et souv€ntnécessaire, pouroriginece sâvoirJaire,c'e!t pourquoiil €st intéressant pn€umatiques. des instruments prendret'abordconnaissance de la tectrnologie

IE9-H.N9.çp.EI.E-,,p.,F..S-.INS..T.RU-M.FN.IS,P-N.EUMAJTQ!J.E-q Cetle lechnologie malgré tout I'attach€mentque lui port€ un grand nombre et d'utilisateursest ên très n€ttep€rts de vitessepour diverses d'instrumentistes raisons:

aux sagnaux accessibles sontdirectement 1/ les puissants moyensde l'informatique €n pneumatique une conversionde signal€st nécessairs. électriques, avec des mesuresentraîneparfoisdes distancespeu compatibles 2/ La centralisation par la lransmission âir comprimé 3 D,une façon générale, l'instrumentalionpn€umatiqueest Jorte consommatrico d'énergie : â l'uiinage des pièces mécaniques constituantl'appareil comme à I'utilisation.

vérins)étantpieumatiqu€s, (vannesautomatiques, Maisla plupartdes actionneurs possible. pas production Dansce cas il toujours d'aircomprimén'est l'économie de la par peu sensible construction simple, y a des installations où un matérielpneumatique qui électronique est préférableà l'instrum€ntation âux conditionsd'environnement, devrailfairela mômechosedansles mêmesconditions.

60

TMISr/ETTAJRS

6l

p€uventfournir: Lesélémentscapteursassociésauxtransm€tteurs - un déplecement: tub€de Bourdon, czrpsule, soufflet+ ressort,etc ... - unoforor : souftl€tseul,tubede Bourdon, m€mbran€, etc... Remarque : les lubas de Bourdon sont utilisés dans certains appareils pour le déplacementqu'ils lournissent(tubes en C, hélicoldes,spirales)et dans d'autreg appareils,pour la lorce qu'ils fournissent(tub€ en C seulement): la torce à exercar pour mainteniren position l'extrémitédu lube quand la pressionaugm€nte,est proportionn€lle à la pression.Si I'extrémitéest libre,c'est son déplacementqui est proportionn€là la pression. Les membran€ssont aussi utiliséesde deux façpns,dans le cas du déplacement, celui-cidsvre être tràs petit, sinon le déplacementn'est plus proporlionnelà la pression.

PNEUMATIOUE DETECTIONet AMPLIFICATION Syrtàme buse . palette p€rm€tde transformer Le systèmebuse-palette de très faiblesdéplacements pression. en d'importantesvariationsde ll est constituépar un orificede luite (la buse)plus ou moinsobturépar la proximitéd'uneplaquette(la palette). Une restrictionde diamètreplus p€lit que celui de la buse fait que I'alimentation ne peut pas comp€nserla fuile,donc la pressionavantla buse (P6) varie avec I'importanca de la de la fuile, c'est-à-direavec l'écartement palette(e = epsilon). Ouandla palettelermela buse (e = 0), la fuite€st nulle,Pp prendla valeurde I'alimentation : 1,4 bar. ,, = faiue ( e i O, diamètre La fuitemaximaleest obtenuoavec un écartement la fuits est limitéepar la surfacede de la buse) ;au delà de c€t écartement, plus. sortied€ la buse,la distance€ n'intsrvient La pressionP6 ne peut pas desc€ndreà zéro car il n'y auraitplus de fuiteI d'oùle choixd'un signaldâ=lé : 3 - 15 PSI ou 200 - 1 000mbar! Commel'indiquela courbede la page suivantel'évolutionde la pressionde buseen fonctionde la distancebuse- paletten'estpas linéaire:

r le décalagea été conservésur les signauxélectriques (4 mA) car il prôsente l'avantage consid6rable d'lnlroduireune distinctionentre0 mA = absencsde signalet @/"= 4 mA = signalexiste,il està sa vajeurla plusbasse. + M vAl-ANcÉ - LE c,eFNÊTou cÊGLRJR-

a l

62

( 1 , . Ir s )

"restriction" Al irncntiltioû

lI l

t,

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Pb

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{),2

0,I

o,2

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buse restri ction 2 à 0,5 d

0,3

si d =

I fiEn

1 e maxi = i i m n

€ (nm)

0,4

Le systèmebuse- palenene p€utpas êtreutiliséseul: a) parcequ'iln'estpas "linéair6" b) parce que la prêssionde buse dépend de la pressiond'alimentationcomme l'indiquela courbeen pointilléscorrespondant à une alim€ntation de 1,2 bar. c) parc€qu€ les débitsà traversla buseou la restriction sontlrop faiblespourque les variationsde pressionse fassentrapidem€ntdans l'enregistreur ou le régulateur placéà distance.

HpLais..dlampli.liçeti.qn .de.déhil...i

d'air pour la transmission de la oressionmoduléeaux Elôlq : délivrersuffisamment appareilsen aval Relaisà fuit€continu€(ouà étranglement) consommation : 200à 1000mg/s(0,5à 3 ms/hTpN) la membraneM et le ressort R travaillentensemblepour donn€r aux clap€ts un proportionnel déplacement à la pressionbuse. La chambro4 reçoitla pression d'alimentation. La chambre2 est à I'atmosphère. La pressionde iortie Ps, de la chambre3 peutdoncvarierde 0 à 1.4bar.

/

I

" "iî":"",:::,.

2 I

l i r lÈtrod f,rJ.Éltctr t rL raNrrlior

EÈ^.r

Relaisà luilediscontinus (ouà contre-réaction interne) Consommalion : 50 mg/s (:0,1 m3/hTpN)

62

TMNSTCTTAJRS

I,il

--+

69

ùat

Dansce relaison n€ mesurepas sêulementla pressionde buse (membraneM1)mais aussila pressionde sortie(membrane M2). c'est la différenceentre ces deux pressionsqui commandeles clapets.si les deux pressionssont 6gales,il n'y a pas de fuite et pas de consommationd'àir. si la.pressionbuse augmente,l'ensembledés deux membranesdescend,le passage vers l'atmosphèrereste fermé mais le passaged'alimentaùons'ouvre : p" auimente ; lorsqu'elleest de nouveauégaleà p6, les membranesrepr€nnentleui poiltion, te passaged'alimentation est retermé.si la pressionbusediminue,l,ensemblâ des deux membranesse soulève :P5-diminue : iorsqu'elleest de nouveauégale à p6, le passageà l'atmosphèrese referme. tJ--t

Relaistiroir -t--

l l

l* Réuniles lonclionsde détection

et d'arnplilication. Déplacement de quelquêsdixiàmes de millimètres.consommationen régimepermaneni semblableà âeiledes relaisà ' fuite continuemais plus forte en transiloire.

.r-ra vall.JcE

- LE C F\a€r ûJ n€cLE'JR-

q,

64

Sciêsre. de..B.rincip ei.'un..tr.ansmçnçsr*à..heta!.cp-.d-e*!q.rçes Ce sôéma est égalementutilisépour des appareilshydrauliques.ll a permis(il perm€i toujour-s)la .constructiondes instrum€ntsparticuliàrement robusteset liables qui marquèrentla Mesure et la Régulationindusûiellependantune grande partie du vingtièmesiècle.

Théorie(explicationdu schéma): La bafanceest en 6quilibresi Fxlr =RxlZavecR= P6 (pressrbn nodutée\1x surfacedu t. soutfletd'oùPm = 51S-fu soitPm= k x F La pressionmoduléePm est une fonc{ionlinéaire(k €st une constantequandl1 et 12 ont étéfixées)de la forcefourniepar l'élément capteur. La pressionbusen'étantpas nullelorsquela pal€tt€€st dqlagée,ce dispositifne peut pas déliwerun signalà vrai zéro. Un ressortp€rmetd'amenerle décalageà 200 mbar.

I , 4 b .l'-

Equation d'{uilibre: F x 11= P6 x S x12 - F,"".o n t.

Xlz

t^

rm=rxE-re+ Frxi;Ë = décalagechoisi: 200mbar 3= tr" lr

1

( gainde l'amplificarion mécanique) Ër S= d'otr l'équationlinéaire :

64

Pm = c.F + 200 mbar

TRANSTÉTTBJFS

6

ce qu'estun basepourcomprandre excellente une est simple ce sôéma mécanique

'"' 0".'.Y".t!T"-..:,::î:L',",':,;p:lfï:,à,I?'o1lS pneumatique' ( ;fi:li#"t:T#ilr"n,a" so.it-ieui'tâctrnologi'e d.une boucte o"'îeg-"iàtiil'lue.lque appareits numerrque ,Ët';iô;-*Jâ éleclronique,

làsemule de la boude'

D é t i n i t i o n : L o r s q u . u n s y s t è m € e s t acette s t r efonction, i n t à d é on | i v dit r e rque U n ce e ' 3système o l t i e ' qest uiestune r'endË!;l'"iràrt"à"nt oe précise fonction asservi. conçu.pour délivrerun signal .de forces, -est Exemple: un transm€treurà barance c'est un systèrn€assewr' pneumatiquep.opon,onn"ià Ë io'Ë q''it reçoil' (F) produitedans le souffletou sur la - Le signalà l'entréedu.système-est11j.9:f mesuree' membranàde mesure,par la pression - Le signalde sortieest la pressionmodulée(Pt1) pm ra fonc*ionproportionnerre - La sortieest un€ fonctionde r,entrée = kF. C,est DETRANSFERT FONCTION Lerapportentrs|asortiest|.entréed.unsystèmeasservigstappe|é|onctio ' transfert de ce sYsteme exem ' Ple: Pt=kF sorlie Pm enlree r est uneconstante' Danscet ",etpt",-t" lonaionde translert BOUCLEDE REACTION

dont on réiniecte uliliseun disposirifamplilicateur on asservissement' un obtenir Pour réaction étéEenrde i";;À" à l'êntréeParune boucle de coÛPAEArson

a I iloedta! ion

L é | é m e n t d e c o m p a r a i s o n e x é cd€u-p"it"tpr" t €nature | a s o uoifiaËnie' s t r a c t i o l Pour € n t r eles . ô .èomparer' e t | e s i g n ail| dlaut eréact convertie est L'entréeet la sortie p"uu"-i-Àt'" tË'piettion d6 sorti€ convortirl'uneou l'",r", Jiî"tîL-"'

iltî,î,ja;Hîr:l

et de la ôaîne d'action t'équation ,". s.edétermine en écrivant

f Oqu.rionde la boucle de réadion'

} M VAANCE

- LE CAFNETDU RÊG-ruR '

65

66 EXEMPLE D'UNSYSTEMEOELIVRANT UNE SORTIEPROPORTIONNELLE L'ENTREE:

1. Chalno d'ection :

lère équdon s = A(e - sJ

2. Bouclc dc réaction :

2èmeéquaion.'= â t en rempbçants' par3avateurla .lère équatondevient I

s=A(e_6s)

d b ùs = o " - f As G-+s=Ae

*-o"

'ffiy-r" "

=FGÆ

e

Dansler systàmes asservis, le gah A de ramp[ficdeuestgra^d.parexemple: I @0 I c-5

t J#t#

e

oulbnrcirqueA+ c elt por.r dlrfér$rdeA AG

t 'F0

t - Gc a a r O

66

TnANST€ÎTE'JRS

a

CsÂcllrshÉ: 1/ pourobtenirunetonctionde transfertfuale à G, il fautplaceruneréaction fualeà l/G (0,5). l/G estaussiuneconstante 2/ si G estuneconstante(parexemple2),"e" "s' qu€ pour proportionnel la réaction s' soit elle' à il taut obtenir Donc mêmeproportionnelle à s.

.çENHNAIFAT..I9N La fonction F, de la chaîne de réaction pourraôtre une fonctionmathématique quelconque; par exemple,une dérivé€ ou une intégrale;il y a touioursl€ théorèmo suivanl: transfertde la chaînede réaction

K J H

I

"Schcmrtic

Diegrrms of | 3A d p Ccll Trrnsmitter

[email protected] i

* - o ,i . o d e I ' é p o q u e d e s p r e m i e r s l 3 A ! ( = 1 9 5 0 ) - C o l l e c t i o n d e I ' a u c e u r .

+ ravAJtrc€

LE CARI€T CU RÊCLBJR.

67

68

Les non - linéarités possibles ne p€uvent provenir que de l,élémentcapteur (conversionpressionà mesureren une forca). Ces appareilsne comportentpas de réglagede linéarité. Le ctrangementd'échellede mesureest obrenupar déplacementdu pivot O lrapporr l! Pour faciliter cêtte. opération et obtenir une plage étendue de réglages, le! transmottourssont généralementà doubl€l€viers. L'échellep€ut ôtre modifiéede 1 à 10. Ainsiun transmeneur pouvantmesurerde 0 à 20 bar pourra ôtre utilisé pour mesurerde 0 à 2 bar. On dit le 'Rangeabililé.est de 10/1.

mesure Q IE6'ê11-el-5ïSnôl--'Zôo -----t

20 bar doombor

lEëEê]]t] mlnl

2 bar

I moxl I I

I

mesure 0

Cene plagede réglageest parfoismentionn6esur la plaquesignalétiquede I'appareil par la notationéquivoque: ôchelle2 - 20 6ar Un décalagede l'originede l'échellep€ut ôtre obtenu€par adjonc{iond'un ressort agissanten préconùaintede l'élémentcapt€ur. Le décahgeest utilisépour les mesuresde niveaupar ÀP. ll p6ut ôgalem.entpermenre une régulation précise autour d'un point de loflctronnemenlclonné. qx.emple: Régulation d'unepressionau voisinage de 27 bar. Capteurde pression ôchelle0 - 30 bar max.réglésur 5 bar pleineéôelle, décaléde 25 bar. 25 bd

30 bar

æ0

1 000 nÈar

Le dôcalage6st limité par la chargemaximdedmissible de l'ôlémentc€pteur.

68

TMNSTÆTTAJRS

Réglo9r nricronétrlquo d. l'at.rdu. d'ichrlb

l{iconl rnrr v tto.l.f

æ

Plvcr du lliou d'âluillbrogr FlÉou d'ôqulllbrcgr

Bea. at po l.tt. do raitcllott

Aapllflcorrur trlolr )

tattt . orrfflol t. à l'iatirhur grond) Yonar pour tal.Gllon d. lo gonarr

ô9logr rrtrrnr du riro

Alimcntotioa

So'ti' Ienrbronr

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f liqu de f ccr T igrr d'ortloge dlr mnrlronor

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I t ,4< V

Fluldr oarortlrrrur

Icobronc boaaô prat aioô

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Icmbrqnot d'éronchéiré -'

' , L om c r f l c r i b l c r v a r l i c ol a a

F léo'

L ignc dc flox i on

Riglogo dr l'onrortlrrrmrnl

dc loccr

" équilibre de à déplacement(ou à fl s,est construitaussi des transmetteurs de la mouvementsl,dans ces appareilsil y avaitasservissemententrele déplacem_ent un déplacement fourni câpt€ur l'élément cas, paleneet la piessionde sôrtie.Dani ce Les non - linéarités h la réaaioà (soufflet+ r€ssort)opposs un autre déplacement. prises on compte par provenanl de t'amplificationmécaniquen€. sont -pas des Téglagesde linéarités'étaientpréws. l'asservissement,

} M VAIJIICE

. LE C RNET OU RÊGLSJR

69

70

L'INSTRUMENTATION ELECTRONIQUE (4 numériouel

20 mA et

Commeil a été remarquéà.R4 page la technologig qu matérielnumérique .2. appartientau domaineriè_s.gen6rào'e t,dtectànique mais ra diff6renceentre leg insrrum€nb'enarogiquer' 1fu, Àq "i tàî iÀitËâ"nts .numériquer(cfriffres;esr t€llementimportante qu'ilseraconsi-d_éré plusieures famillest dlsdnaes: ia r6guladon

ique. taîue'€''f orma6;;,;Ë ;î ËiJàà àTrftr r_, !lf191ic,9_*l^os ' p qal , '"_dans résurâion numérique' ooraranJÀisli"îàJiràii oaroes :gglg_ !4 rmpursio.rs représentanr desnombres

le plusgénéral .

et , tienitr , te moiangâ àâ, ôrîdii'ài

r" "."

ra transmissionpneurnatique décrite.dans res pagesprécédentes -En mesurage, s'applique. presqueexclusivemeni a oes.càpreurs oêrrvrant un déplacemenr ou une torcer€présanratifs de ra grandeurmesuroe.-ôÀs-àpteurs éianr,;6;€rii:"olià uiri.o"

refrobrème " etsaJiràn-tioËài; àapËJfrfi'àr'lli" roro !L.._d_":lnai:"teurs, en unepression. d'air,moduré.e, pouvant

àtr6transmise .u-,àtiË. àùâéii, o" l" d€.résutation.. Avect,ihsirumenratiôn ÀËroniquq-i* lPul,g ôi.iÉiriiàî'r" ,onr considérablement acques,les objectifsar.rssi :

' augm€ntef ra diversitédesappareilsmesurantles grandeurs industrielles - augmentgr leursperformances, 'obtenirdessignauxcornpatibres avecrespuissantsrnoyensde |inforrnatique, - et mômede le lélématique.

A ce niveau.ir n'est prus comprètede -questiond'avoir une connaissance lonctionnemenr... c'esrta ionctôn qrriri",rt "ài*rii".

ll flut aavoirce qul enùe,ce qur 'oesort, mair entrerer deur r,rrnage d,uneboiteest pulsque'raréparation t'insirument, ,ri possiue, àr" e3t peutôre ,aite :uftisaôtp ne quepârte

.onsrrudeur ourruimâme esttriuutarrà oJhdé;ï;Ë;L'Jiirlir ur*, aussivérifierre ronàonnââ-e-nr o" c"i-apïarSirr dfi,qustâi ;3:"'|r:î;;ffilur

70

TR^I.ISTÆTTzuRS

n

La'mise au juste"ou 'mise à l'échelle'se lait commeil est indiquépage 91. La plupart d'e ces instrumentssont à deux fils. Le transmetteur€st alimentépar la continu€' t€n;ioà (12 à 55 V) fourniepar un sous ensembleextérieurd'alimentation (4 mA). à 20 est le signal du courant l'intensité p€ut être choisieentre 12 st n'importequôlletensiond'alimentation Généralement, 'charge' (résistæce totale de la ligne, en 55 V (voir notice ds l'instrument)mais la ohmsi que supportol€ transm€tleurdépend du niveau d'alimentationen volts : par exemple2 5OOO avec 55 V et seulement500 O avec 20 V. Ced est indiquédans la notice. Mesuredu sional4 - 20 mA : ce n'9stpag à un ampèremètre, Pourune mesur€de courant,on ponsenaturellement forcementla meilleuresolution: si ce n'est pas un appareilnumérique,sa précision sera probablementinsutfisante.Mesureravec un voltmètreest moins6vident,mais (Voir U = Rl dansles préliminaires). souventpréférable. de précision(0,1%)dornla valeurseravérifiéede temps ll faut biensûr une r$sistance en temps. Exemolesde montage:

mi | | iYoltt

o% PRESStOn

SIGNAL

5bo

àu"t 50*

looz rbor, (t uea) tgol

irnl

12mA

2OmA

I

r

l

20.nV

1 0 2 r0m C EI l 0 k P r l

} M VAIJI.}CE - LE CARNETOU RÊGLBJR .

71

72 Contrôlede fonctionnement: L'ajustaged€s.transm€ieurs électroniques est de plus en plus simple,par conùe,il sora souventdemandéun contrôledu fonctionnement conlirmantl'exactitudode la valeurindiquée(contrôlesur site). suivantl'imponance de la me$rr€, 9e contrôlep€utprendredeslormestrèsdifférentes l'implantation de l'instrument, l'équipement de contrôledonton dispose,la qualifrcation du personnelqui va l'eftectuer,la proximitéde l'at€lierd'lnstrumentatiôn et bien d'auùesparamètres quiapparaltront à l'étudede chaquecas. ll seraitsouhaitable que soitjointà la ficfrede I'insùument (lorsqu'elle existset qu'elle est utilisée,ge qui n'estpas le cas général)un p€titdescriprilde la méthodepi6vue pourle contrôlede sontonctionnemont ou renduimmédiatpar un ; contrôlepériodique doulesur la validit6de l'information Cetteremarque 6stbiensûr,valablepourtouslesinstruments de mesure. Exemple: pourun contrôlerapide,il seraitindiquéles appareils qui,dansle môme sect€ur,mesurent.à peu près la même chose, l,emplac€ment (éventuel)d,un possiblepourun appareilde contrôleet, dansle cas du remplacement branchement de l'appar.eil douteux,la taçonde procéder(passageen manuelde tel autômatisme, couperla ligneà telendroit, ...) Réoaration: La recherche du sous-ensemble en défautse fait par substitution par (remplacemenr un âulredonton est sûrdu lonclionnement). ll tautôtreprud€ntdansl'utilisation de cetteméthod6, par exemple: vérifierla ligned'alimentation avantde "griller'tousles sous-ensembles disponibles !

êppalgils-,EiÉes(technologie intermédiaire) Transmeneur {4 - 20 mA)assistôoar microoroÇesseur analogjque A fintérieurdu corpsde mesuresont placésdiverscapteursqui pr€nn€nten compre (microproc€sssur) les atfetsd6 la température, de la pressionstatique,... Ce corpsde m€sureest préprogrammé en usineet les "mis€sà l'éctrelle" so font à distancedepuis n'importequel pointde la ligne. Grâce à la stabilitéet à la précisiondes caractéristiquss stockésssous la forme numérique il n'estplus nécessaire d'appliquer une pression'étalon'pourajusterle lran,sm€ne_ur, ceneopéralionet des simulations de signaux(pourréglerles alârmesou vérilierle lonctionnement peuve-nt de I'asservissement) ôtre'iaitesd-epuis le conforlde la salle de commande !

t <

(ertraitd'undocum€nt Honeyw€ll)

ç-FISCHEF|T:r è=PoF|TERI-l-J

L a r s o n sa u x p r a q u e s J O r nhl e r m e l l q u e

Me..nbrane de rnesure P l a q u ef i x e

P a q u em o i l r l e M e n ' b r a n ed e c o mC e . s J lo n

/

-

eft temceralure

l ^ 1 -

t T i g ed e h a r s o n

Jornl d dmorl sse.nenl

-

AnoeauSoude

V s .Je rêglage de I Smorlrsserne0t

74

TR^A|SUETTAJRS

73

ou digitales(de l'anglaisdigit : chiffre)sontrécantes,il a Lestechniquesnumériques fiables et peu de technologiesélectroniques lallu attenàrele dévdloppemenl de la'numérisatÎandu signal',c'esll'avantage Cestechniqueè'présentent coûteuses. plusParun signalanalog!€à la lait n€ ae que l'information P. Stat.+ P. Dyn. Prandtl--> P. Dyn

.F M v^l.AI.rCE

LE CARNETcrJ REGIfUR

85

86 "FLoBAR,', 3.2.2Tubade BURTON ( "ANNUBAR", ...)

Donne.une.-AP plus grande que la pression dynamique(il y a unelégèredépression à l,arrière du tube). " étalonné' par essais du construct€ur.

Exempled'utiisation du tubede "pitof,(prandtl): Gainede ventilation: la ÂP donnéepar le tubede "pitot"est de 1 mmCE, quelleest la ùtessede l'airdanscetteqaine? massespécifique de l'air: 1,29kg/ms(àansles conditions de mesure)

eoy"=tO \E d'oùV =

2 x Pavn

p

Pdyn=^P=1mmCE=10Pa

dbùv=.æ V=4nls On trouvêraitle débit (en m3/s)en multipliantpar la sectionde la gaine (enmz) Remarquerla nécessitéd ' i n d i c a t e u r sd e p r é c i s i o n( d a n s c e c a s : colonnesinclinées). 3.2.3Débitmèrres à cibte(enanglais: target)

+E+

3.3

KROHNE

Le.nom exaci.,: wtudéprimomètre, doit rappelerqu'il Jagit d'une mesure de débit-

volume,mêmesi parfois tamesure estàipriméà, aprejàlàfs,;;it;.

86

Deuxmesuresde pression(P1 et P2) sont eflectuéesde parl et d'aulr€ de I'orifice. -LadifféranceP1 - P2 est appelée pressionditférentielle(AP : deltaP1

- n,importequellesunitésde débit €t de pressionpêuventêtre utiliséesà conditibnsqu€ k soil calctrléavec c€s unités' il n'est pas Pour les calculs courantsel pour l'entretiende l'instrumentalion, sur la pression, faites de mesures inàiipenoOt" de comprendreàommentdeux fluide, principale de la veine du tuyau,c'està-direà l'extérieurde circohlérence pàu"ent ôtre utiliséôspour connaÎtrele débit, mais c'est une queslio.nintéres;ant€ et les mesuresilar diaphragmesont été tellementutiliséesqu'il.€st bon récsntesd'autresméthodessont d'en avoir une idée ( dans les installations !) utiliséescar plusprécises€t surtoutpluséconomiques suivant: ll est possibl€de laire le raisonnement 1 - commentvariela vitesse? en a pourvaleur:débiten m3/sdivisépar.surface La vit€sss€n amonlde I'orifice puis. fluide le augmente, la vitess€ donc passage diminue, mt. L" surfacede i"pienrdlout€ la seciionde-laconduit€,€t la vitess€reprendla valeurqu'elleavait en amont. de la vitesseautourde I'orifice la schémade variation on peutimaginer (le sàuvenird'uâ torrenten montagneærmet d'imaginerla formede la veinede fluide).

La pressiondynamique= * p V2 variecommele carréds la vilessedonc on peur aussi imaginerla scléma I I

} M VA-ANCE . LE CARITETÛ.J RÊGLsLH -

ay

88

t t I

I t

La pressiondynamiquepourraitêtre mesurée-enplaçantune.sondedans la veiriefluide,mâis ltntârêt'desorganesdéprimogènesest de remplacerla mesure de pression dynamique (pas-commode)par deux m€sures de pressions statiquesqui pedventèire faites sur la circonférencede la conduite.ll faut donc se demander: 3 - Commentvariela oressionstatioue? Supposonsque l'énergied'une particulede lluide est la même en aval el en an'oht(ce n'ôstpas vrài, il y a des perteq maisça simplifiel). Ceneénergieest dûe : - à la pressionstatique(pression de la pompe) ( énergieen réservedite'énargiePotentielle"). par la pressiondynamique. - à la vitesse,c'estl'énergiecinétique", représentée L'égalitédes énergies6n arnontet en avalpsut s'éctire: (P stal.+ P dyn.)en arnoot = (P stat + P dyn ) en aval opposé Doncon peut imaginerpourla pressionstatique,un schémaexactemont de la diminue à celuidà la preséiondynamique: quandl'uneaugmente,I'autre mômequantitépourqu€ la sommedes deuxrestela mÔme.

! I t !

I

Cettecourbereprésenteles ditlérentesvaleursde la pressionstaliqueautourdê l'orilicepour un débitdonné(celuiqui nous a permisd'lmaginerles vilessesdu premierschéma). de la courbediminue: I le débitdiminue,la vitessediminueet I'amplitude

88

DÊBns&) Si le débitaugmente,la vitessêaugment€tl'amplitude de la couôe augm€nte:

Ces variationsde la pressionstatiquesontmesurées en P1 êt P2 et, biensûr, c'estla ditférence P1 - P2 = ÂP qui est intéressante :

 P = P l- P 2

En observantle schémaci-dessus,on voil que : pour un débit donné,la ÂP mesurée dépendde l'emplacem€nl des prisesde pressionP1 et P2 et de la forme de la veine lluide, donc de l'oriliceet du fluide lui -même La relationqui existe entre le diamèlrede la conduite,le diamètrede l'orilice,la ÂP mesurée et le dôbit faisant égalem€ntint€rvenirla nature du lluide, elle n'est pas simpleet a étô 6tablie exoérimentalement, c'sst-à-direpar des essaisen laboralorre. Cene relationn'est valableaue si les conditionsde mesuraoesont semblablesaux conditionsd'essais. C'est pourquoiles organes déprimogèneset leur implantationsont délinis de façon très pr6cisepar les Normes (en FranceNF X 10-102)Un orificede diamètreconnu perm€tde calculerle débit correspondantà chaque ôP mesuréesi I'installation est conformeà la Norme.Si l'installation n'esl pas conTorme, il y a quand même une ÂP, mais quel débil donne cen€ ^P ? Obs€rvation : Pour passerde la variationde pressiondynamiqueà la variationde pressionstalaqus, nous avons supposéque l'énergietransporté€par le fluideélaitla méme avantet aprèsl'orilice.En pratiquececi est inexact: p o u r f r a n c h r rl ' o b s l a c l ed ' u n p a s s a g e é t r o i t , l e l l u i d e d é p e n s e d e l'énergie.La pressionstatiqueen aval ne revientpas à la valeur de la pressionstaliquesn amont :

.I. M VA,I-Â^JCE. LE CARNET gJ âÊGIÉUFI

æ

90

Perte de charge résiduelle

I

Pression stat, amonÈ

Pression stat. ava I

fa. différonce de pression dite "perte de charge résiduelle. représente l,énergie dépenséepour la m€sur€du débit. Elle n'est pas négligeable(l'évaluation de cotte p€rte.dechargeEî eAde la AP mesuréeest donnéepag€293). C'estun inconvénient des diaphragmes. En utilisantdes orificesqui facilitenfle passagedu fluide(tuyère, venturi)la dépenseperman€ntê €st plusfaible,maisle cotrtd'achâtest plusélavé.Au momentdu choix d'un appareillagede mesurede débit,ces considérations doivent enlreren ligne de compte,dans le cadred6s économiesd'énergie,maisaussi pour évit€rune portÊde chargegênante,dansle "tirage'd'unechemindepar exemple. Attention: Le développem€nt théoriqueci-dessusne doit pas cacherla relationfondamentate des organesdéprimogènes : F=k{^P LE DEBTTEST PROPORTIONNEL A LA RACINEDE LA ÀP Sur une installation existante.le débitmaxiet la ÂP correspondante sontindiqués. le calculde ces valeurs6st taitavantle montageI C'esluniquement pource calo.rlque la théoriecomolèteintervient. implantation des organesdéprimogènes On mesurela différencade pressionstaliqueentreI'amontet l,avalpar diverses méthodes: - prisessur brides - prisesdansles angles - prises'D.D/2' - pnsessur p€rtede pressionrésiduelle Longueurs droites:les normesprécisent les longueurs droitesà respecter en fonction .l d u r a p p o r t f 1 e t d e s d i v e r s a c c e s s o i r ees n a m o n t o u e n a v a l d e l , o r g a n e déprimogène. Ces longueurs varienten amontde tO à 80 O et en avalde 4 à 1OD. Lesprisesde pressionsurchambres annulaires de réduireces lonoueurs. o€rmenent si les longueurs droilessont insuflisantes, on peututiliser des tranquiliseurs, Àais ce n'€stpas normalisé. diarnètrointéri€urde ta conduits dianÈre du ùou

90

oÉers 91

PiaphraBEe ^ll.a* ûir.Jrto

aOO)

venturi:

VE!{TURICOURT

VEIITURI LO:{C

rimooènesnon normalisés Le tube DALL donne oour la même ÂP, une perle de chargerésiduelletrès faibleet il est beaucoupplus courtqu'unventuri.-.d tu8€ o^lL

facile mais elle donne La mesurede ÀP dans un coude esl d'implantation une ÀP très laible Pour les produitstrès visqueux(Re laible), on peul utiliserdes d.iaphragmes à doubld inclinaisonsou des tuyères en quart de cercle. Ces dispositifsne sonl oas normalisés. normalisésne s'appliquent Remarque:Les calculsrelaÙlsaux organesdéprimogènes oas si Re esl inférieurà 10 000 E } M VAT-ÂNC

. LE CAFNET OJ RÊCLEUR

92 tVdébitmètrea sectionvariable Lorsqu'ily a débit, le ludion (dit "floneur", "plongeur", etc...) est en équilibresousl'action de son poids,de la pousséed'Archimède et de par pression la force exercée la dynamique par la sectiondu ludion). (P6y1multipliée Le poidsdu ludionest constant.Pour un fluide donné,la oousséed'Archimède ost constant€. La pressiondynamique= trp V2 est donc constanto Donc la vitessedu fluideesl constante.les variationsde débitentraînentdes variationsde surface de passage ; comm€ le tuba est conique,les variationsde surlace €ntraînent de hauteur. des variations Sensibleaux variationsde viscosité,aussibien pourgaz que pourliquides. visqueux:supporte Maisconvientaux liquides possiblepar acle chautfage.Transmission couplementmagnétique. Rotamètre€st unemarquedéposéeparla SociétéROTA. g

débitmètresmassiques mesurage des" débits- masse" Débitmètres thermiqyes: Tr,usfluides de Princioe: maintenir un écartd€ température constantentreun bobinage référenceet un bobinage{€ mesure.Pourcelail {autfournird'autantplusde caloriesque le débit-mc.jSr ost important., donc le courantde chautfage augmentequandle débitaugmente. La cellulen€ mesureque de petilsdébitsmaisdes débitsimportants sont possibles pardérivation.

P.éhimèIr.e.s..à.eftelc-eqçli.s-,: 'à peu prés tout produit pouvant être débité dans un luba" (pourla plupandesgazil €stprudant d'enparl€r, avant, auxconstrucleurs ) Princioe: le fluidecirculanldans un tube vibrantesl soumisà des forcesdu type F = m.T (æ loi de Newlon voir page 17 ) oir "{ esl l'accélération angulaire '. puisqu'ily a vibrationil y a mouvemenl, angulaire en l'occurrence,donc '/s/s vitesse angulaire ( "/s ) a1accéléGtion angulaire ( ). L'applicationde F = m.T aux mouvamentsangulairesa été faite par Trançais GaspardCoriolis(1792-1843ingénieurel mathémalicien ).

92

oÉB|Ts 93

Tubede mesurevibrant

A - I : forcesréactivesexercéespar le fluide.

Torsronrésultante.

@

EMER.'N DI'ISI'N BRooKS

} M VAIJÀ/CE - LE CAFNET TJ ÊÊGLELR .

s

DÉBITS 95

Calculs relatifs aux débits 1/ calculdu diamètred'uneconduile 2l calanlsusuelssur les débitsmesuréspar organesdéprimogènes 3/ calculdes organesdéprimogènes

1/ calculdu diamètred'uneconduite efgllèng : Quel est le diamètreà donnerà une conduited'eaudevantassurerun débit de 10 ma/h? : appliquer laformule F = S. V Solutie.n faut ll choisirune vitesse.pourl'eauon peutprendrede 1 à 4 m/s. sachant que la pertede chargeest proportionnelle au cané de h vitesse(AP=112p V2l on choisiraune vitessepetitesi on disposede peu d'énergie,et grandesi l'énergie(etle bruit)n'entrepas en lignede compt€. pr€nons'l nYs

F

e--

10

F=10m3/h=#*

s^ = -

\t ouu

lu

= d 6 ô 6= 0 , 0 0 2 7 7 m 2

qn2 = ffimz =27,7 ,'r.l\2

S = î-

===> D: 6 crn

: calculerle diamètreà donnerà uneconduited'airdevantdébiter4 m3 EXe,fgic-çpourI'air: vitessede 100 m/s normaux/ s : D = 3,7 mm (prendreun tub€de 4/6) R.épSn.s..e le calculsoignéfait Remaroue : ceci est du calculrapideet très approximatif, intervenirles pertesde charges !

à utiliser: 2..1formules la vilesseest donnéepar avecun organedéprimogène, la formulede base F = S . V devientdonc :

ae=]ow r = 5 \ l rzÀF--

on peutdoncécrire: la s€ctionde la conduitessl constante,

rÆË

F = ( 1 r -

ï p

J- M VALANCE . LE CARNET OU RÊGLÉUR

95

96 Dansla plupartdes applications, la massespéciliquedu lluideest constante.on peut simplili€rencore€n faisantpasserp dans la constantek :

F=kr/ÀF L.e.dé.bitast proportionnel à Ia RACINEDE LA Ap donnée par l.organe déprimogène.

2.2Aoolications : Un diaphragme donneune Âp de 1 600 mm de Ce pourun débitde 120 m3/h.Ouelest le débitsi la Ap estde 400 mm CE ? : appliquerune premièrelois la formulepourtrouverla constantek .S.ç.|.v.tj.en

120= k.iTGDrô

* =#

=a

puisappliquer unedeuxième fois

la formuleavec la constantetrouvé€: F = 3 ûil=

g./40-O= 60 m3/h

débitset les ÀP peuventêtreexprimésdansn,importent B.gm.af-qug:Les quelles unitéscar les opérations etfectuées sonttinalement des rapports: Si Fa et ÂPa sont les valeursconnu€s(,'actuelles,') , Fn et Âpn le débrt ("nouveau") à la nouvelle Âp, on a en appliquant une première _correspondant foisla formule: . F a ^=:-

puis une secondelois :

rn= F a ffi

{ÂPa

{Âpn o ou

F n ./AP; FE'=! Â P a

sorl

Fn FA

d'oùla formuledes anciensdu métier: 'Débitnouveau sur débitancienégaleracinede ap nouvellesur ap ancienneExercice 1 :une tuyèredonneuneÂp de g0o mm cE pourun débitde 7s tonneyh 1/ quelleestla ^P pour20 tonnes/h ? 2 quelestle débitlorsquela Âp estde 4 mm CE ? Réponses'. 1/ 64 mm CE

z sTth.

Remarquer les erreursimporlantes qui peuventêtrecommlses en bas d,échelle : p o u rl e t r a n s m e t t e u r ,m 4 m C E r e p r é s e n l0e, 4 %d e l , é c h e l l em. a i s5 T / h représente plusde 6% du débil!

96

DÉBns 97

Graduation de'l'échelle'd'un F.xer.cicp..?..: enregistreur associé à untransmetteur

de Âp La ÂP varie de 0 à 100%dé taçon llnéaire,le débit de 0 à 1o0% mais en racine de la AP.

F=k''6F100= k./T0'0 k = 1 0 d ' o ùF = 1 0 { A p

Puisquenousdevonsextrairsla racinede Âp, prenonsdescanésûartaits: ^P=1'4'9'16," J' Ontrouvelesdébits, .rrrespondants : q = 10,20,gO,40,€tc... LIIiIEAIRE

(AP)

QuaDRATtouE I /û lrttn \ o |\qu.dr.tu","e.rdJ

ExeIcicAS:Etalonnage d'un extractour analogique de racinescarrées Entrée: 4 20 mA provenantd,untransm€tteur de Ap. Sortie:4 - 20 mA versun enregistreur de débitgraduéde Taçonrinéaire.

*{l*"

ôP

oa

25%

SIGTIAL

50* '12

8

O = k./^P Anention: Q et ÂP n€ sonrpas ici resvareursréefles,maisressignauxreprésentant c€sgrandeurs. 1l pleineéchelle:16= k.'Iî6 (attention au talonde 4 mA)k = 4 Z O = 4./AP Si g n a l

0

ci^-^r

CalcuIs

d' entrée 4mA

a/T-!a = o

8mA

.ryô-.r

Jr5'rdr

. r ^ r^u^r - .L: r^e

us

4mA

= ô

l2 mA

12 mA

Lt +n=-7 Vt Z - 4 =

152

16 mA

a/16a= 13,95

17,85 mA

1002

20 nA

4,204= 16

20 rnA

Signal de AP Signal

1

Q

f ",,.,t.".

i .,,- l

'} M VÂ-rClCÉ

12 12

15,3 mA

ttr)

16

20

1 5 , 1 1 7 , 8 52 0

LE CARNET ûJ RÊC{EUR -

98

Calculdes organesdéprimooènes Lecalculcomdetestindiqu6 pardesNoRMEs lrançaises (NFx io 102), européennes

voiremômetNTERMTxot{AtEs . I

spécialis6e.s disposent de programmes pouretf€ctusrcs typ€ élabor6s .Lesentreprisàs de calcul$lr touslestypesd'ordinateurs(dep=oche, micro-,....etc... ) ll estpossiblefualementdecalcglertrèsapproximdivem€nt un diaphragme, unetryère ou unvenUrien utilisantdesméthodes graphiques. un exempleestdonnéenANNEXES pasô293.

98

oÊans 101

Débitde Gaz : de sérieuxproblèmesaux instrumentistes Lesdébitsde gaz posentactusllement La définitionde débit"quantitéécouléepar unitéde temps"est évidemmentla même pour les liquideset poui les gaz,le problèmeest : commeniexprimerune quantitéde 9æ?

où est le problème,il sutfitd'avoirà I'espritles troispetitsdessinsciPourcomprendre dessous:

Scénario: supposonsqu'ila étéfabriquéun cubeen tôlede un mètrede côté qui puissase déplaceren rêstantétanche. avôcun toitcoulissant 1

le cube vient d'être lermé : à l'intérieur,il y a un mètre'cubed'air. L'air atmosphériqu€a une massa volumique(p) de 1,3 kg/m3,c'est'à-direque l,ensemble des moléculesd'air enterméesdans le réservoira une massede 1, 3 k g .

2

on pos€une chargesur le couvercle,l'airse comprime: la pressionaugmenleel un volumede 0,5 m3.ll n'a été ni enlevé,ni le vôlumediminue]ll v a maintenant d'air,doncla quantitéd'airost restéela même,sa masseest ajouté,de moléo.rles toujours de 1,3kg. Alors1 m3et 0,5 m3désignentla mêmequantitéd'air? QUeç.UCn: ! sontdifférentes : Oui,maisles pressions Bêq.ç.n.s..e on chauffe le lout: l'air se dilate, le voluma augmente,la pression et la lempératurechangent,le nombrede moléculesne change pas, donc la masse rest6de 1,3 kg.

: Dans ces trois schémas,la quantit6de gaz esl la méme,.levolume Comm-en!e.i.r-eaussi,seulela m€ss€ne changepas ie, la pressionet la température (1,3 kg danslestroiscas). : Pourindiquerune quantiléde gaz,on peututiliserle volumeen mèÎre Conclusions cube, en prôcisantla pressionE! la ΀mpératursou la masse en kilogramme.Les débitsde gaz sêronldonc indiquésen débit'volume (kgs). (m3p.r/ s) ou en débil-massa J- M VALANCE

. LE CANNET O{J RÊGLEUR

101

102 Le débit-marce, indépendantde ra.pressionet de ra t€mpérarureest beaucouppruscommodeà utirisermaii un grand nombreoà'oouitmorres m€surentdes débits-vorumes, ir faudradonc-passerde r,unà r,àuùeà ous les mom€nts,c,estle problèmeI RelationP.V/T' : une.quantitéde gaz qui occup€un volumeVr à la pressionp1 et à la temDératur€ T1 un volumeVz à la pressionp2 €t à la températureTe, ou un volume F€uraussroccr.rp€r V3 à Poet T3,€tc ... il y auratoujoursia relaùon: Pr .Vr -T1

pz.Vz

p3.V3

Attention:

1/ Danscettereration,p et T ront en vareursabcoruer (barsabsoruset degréskelvin) 2yCetterelationest rigoureusement vraiepourles gâz partait, ( la oluoan d€s gâz n€ sontpas roinde l'ôtre,maiscfracunàâr {ue rrenileiif-a?tait 1. Pourcomparerdeuxvorume-s,de gaz (querest.re prusgrand ? querest le pruspetit ?) il

f3utq_uq cesvotumes soientà ta-mamà pression'ei àïa;êmJiJ.;Zrit,ïà-qiir"r*t 'de

dites rétérences,. ces Téféren-ces' peuv_snt être les valeursmoysnnesd€ fonctionnement du procédé

"cdnventionnert"i; (erqmde:30baret3s0'c..) oudesvareurs iÀiàrpiôlr,ôri ua,"t 15"C)ou lesvaleursnormaliiées

: 1 013mbar.0"C. Les volumesramenésaux_conditions normaiisées (' 1 013 mbar,0.c) s,expriment en "normaux-mèfes cube"ou "mèûesglbes normaux". ll n'y a pas^desymbolepour désignerc€neunité: Nmssionifien€wronmètre cuD€.eÎ nmJ signifienano mètrecube (10-e631 suivantles gorlts,diverses nolationssontutirisées : m3T.p.N. , n.,a,r,or"ro, "r".... 'Exprimeren norrn€rux-mètrss cub6s'un volumeVi mesuréà la pressionp1 et à la température T1, signiliequ'irfautcarcurer quorssraitre vorumeà È[r ai,ôiâ ùar)et TN (273K\. Vr(pr,Tr)=?VN(PN,TN) PN'vN Pr 'Vr La relationp.V / T s'étcrn:Jî_ = -fid'où

VN

soit VN

Pr.Vr.Tru -ÎiF

u'#'ffi

cene/eteùonest dû€ alx physirjensMarioneet Gey-Lussac

102

DÉBrrs103

v n r 2 6 9 , 3 3. V l .

parsecondeor par heure,un déibitQ1 Ngla: Pourexprimer€n normauxmètresc-ubes mesuréaux conditionsde gervicePl et T1, utilis€rcetterformuleen remplaçantles rclumesparlesdébitsen m3/sou m3/h, Aoolications:

l/-v-otumc

Quelleest la quantitéde gaz contenuedansun réservoirde 60 | ? La pressionindiquéepar le manomètreest de guatre bars, la température ambianteest de 20"C. Vl = 0,06mo ^

VN = 26e,33rdb,

P 1= 4 + 1 = S b a r a b s o l u s

T1=293K n

f

= 0,275normauxm3

Ë

z Débir Quel est en normauxmètrecubespar heure,la valeurd'un débitde 420 m3/h mesurésousla pressionde 12 bar (barsabsolus)et la tempéralurede 70"C ?

oN = 269,33 x lzox ffi

= 3 957normaux m3/h

Massevolumiquedes gaz Puisquele volumeintervient,la massevolumiquedes gaz varie avec la pressionet i€mpérature : Si un gaza la massevolumiqueP1à P1etT1,il auraà P2et12, la masse volumique: Tr

9t

Pz=Pr'n t 1? Cettelormulepeut êtreretouvée avæ b relation P.Yl1

. .È'M VAT.^NCE . LE CARNETOU RÊT:LÉUN

103

104 Relationentre débit-volumeet débit-masse

Déut-votume'#+

Débitmasse,ffi I

Pour.passerdu volumeà la masse,il faut utiliserla rnassevolumique,mais "tt?$m.!l lzut que.levolumest la masserrclumique soientprisà la mârnàpression et à hrnêmetemp6ratureI m = V r p kg m3 kdrn3 F6=p r Fy

s i p e t F y $ o n t à m ô m ep e t T

Exemole: Quelest en kg/sle débitd,aird,uncompresseur fournissant 200 m3/hsous7 barà 20eC? pn air (1,013bar,0'c) = 1,3 k/m3 p a i r ( 7 + 1 )b a r ,( p 7 3+ 2 0 ) K) = _ 2 vr =r r,é

273 x

g

1.0-13 ffi

= 9,69 kgfmc

Fm=e,6e S x zoo$ = tn.r *e,n= ln88ôfl= 0,54ks/s (s+09s)

: Exprimer endébit-mass€, Au!.fe..ex.emde undébitd'azote de 1oom3/hsous pression2 barabs,à la t€mpérature de 20.C, pN= 1,026kg/m3.

p ( 2 b a r a b s . , 2 7 3=K 1) , 0 2 6 r f f i t râ = 1,88ks/me

F m = 1 s s o ' # ' l * #= s s s / s mesurage desdébitsde gaz Les appareilsmesurantdirectementla débit-masse d€s gaz sont peu nombreux( l€s r..t*t?.: massiquer" n'accspl€nt pastousles trésfaibles-masses volumiques des'gaz 19 oaoit masse gaz des esr donc souvenr obrenu en muttiptiânr n aettiilâiine pai ta !mass€volumique gaz du . on mesureles débits-volumesde gaz comm€les débits-volumesde liquides: sorren mesurar directem€nt des volumes,soii en mullipli€ml une sôctiond€ iassage par la vilessecorrespondant€ (vitessemesuréedirectenient ou indirectement).' Dan-ies deux cas, on trouveun volumepar unité de tempset il €st nécessairede mesurersoit la pressionet la têmpératureP et T , soitla massevolumiquep . 104

DÊBns105 parunitéde pr, masseetfective la mesureen kg/sou kg/hil fautconnaître Pourexprimer par (volume donnerala qui, par unité de temps) le débit mesuré volume, multipliée par mass€ unitéde temps. Un€ méthodeindirecteconsisteà mesurerP1 et T'l, pressionet ce quipermetdeÙouverpl dansla conduhe, momentanées température en appliquantla formule:

Pr nr=e0ft,Tr

où Te et Pesont les 'conditionsde rétérence"(cellesoù lbn connait Po) SouventI'habitudes'est conservéed'exprimerles mesuresen débit-volume( m3/h) le débit de gaz aux conditionsmomentanéesde service(P1er T1) doit alors être ramené , les conditions aux conditions de rétérence,c'est-à-dire,au goût de l'exploitant "nominales' = les @nditions normalisées( Pp = 1,013bar abs,TN 273 K) ou I P6,Ts qui valeurshabituàlles de fonctionnement ). Pourcela,on utilisela relationP.V/T en débit devient: P ' _. O r

4

Pn.Qn

T r - T o

+# = erc...

de connaîtreP1 et T1, donc de les mesurer.On peut aussi ll est alors nécessaire mesurerla massevolumiqueet remplacer lô l-l par P r 11 F0 p0 : dans le mesuragedes débitsde gaz , s'il n'sst pas utiliséun débitmètre .-C..o..nç.!.u-Siçn iriasëtquà;it est nécessairede connaîtresoitlamassevolumique, soitla pressionet la tempéiature, au momentdu mesurage.Ces grandeursserontUtiliséespourcorriger brutedonnéepar le débitmètre. ou non,I'information automatiquement

Eelnerque:

" æur passêrd'un débi\-volumeconigé" QNou Oo, àun débit-masse(061)' pN ou po parla massevolumique il suffitde multiplier O 6 = Q p . p X = O o .P o

des constantes.Donclorsqu'unsig.nal Pourun gaz donné,pN et po sont "débitcorrigé" au il est aussiproportionnel au estpropôrtionriel d'information 'débit-masse". Et réciproquement. qui les mêmes. disoositifs cala,lentcesdeuxdébitssont€xactement Les

J- M VALANCE - LE CAFNET ou RÊGLEUF

105

106 Exemplede réalisations pratioues Pressionditférentielle(Ap) corrigée6n pressionet température

II{DICATIONPROP.AU DEEIT OU AU OEEIT CORRIGE

e''ouoo-*{*{ii Le coetficienlK est calcrlépar le bureaud'étudeavecles donnéesde catculdu diaphragme. : Si les conditionsde référencessont les conditionsnominat€s -C-glçp.LA.C.X de fonclionnement, c'est-à-dir9, la pressionpo et la température To utilisles avec le débitmaxi.(Qo max.).pourle calcr.rl du diaphralme,re débit-corrigé sera oblenu en utilisantle coetficient:

K=ffi=Æ ette déAt-masse, par le mêmecoefficient divisépar po.

o6ns

1Oz

4ttgntiolr ; la valeurnumériqu€de ces co€tfici€fitsne prés€ntear.run int6rôt si les unitésà employerne sontp€tsp6ciséeaI Toutessortesd'unitésp€went êtreutiliséesà conditim: 1/ de ne pasen changerenûele calculdu co€fticient €t sonutilisation de prerdreles pressions et lest€mpératures envaleursabsolues, __21 'eratrætion Remarque : lestransm€t€urs de ÀP possédant la ficnction de ræinecan6e. ne doiventpas ôtre utilis6sdangce ca!1: l,extrætionde ræine doit se laire aprèr multiplicationparla pressionct dividon parla t€mpérature. Evidemment si l'une de ces grandeursou leg d€ux sont peu variables,ll n'est pas nécessairede les faire intervenirI Les dispositifsanalogiques,pneumatiquesou électroniques etlectuantles opérations,dôivsntôtre ad'aftés'âuxécheliesdes ùansrn€tt€urs : 16_q{ repr6sentant parexemple4 bar,nbnt pasle môme.poids.que16 mAr€prés€ntant 20"C. L^-

ùansmetteur de pression: mA

tansm€tteurde température:

D9 olu9,css-deuxgrandeurs doiventôtrelourniesen valeursabsoluesà l'opérateur de calcul.Voir in.Fumontr dc calcul page157

107

.t-M vArJNcE - LE c^FNEr ou RÉGLEUR

TEMPÉRATURES 111

[email protected] Toul le mondesait mesurer. unet€mpérature : on prendun lhermomètre, ou mieux un capteur élearoniqueà affichagenumérique,ori le place à l,endroit'doni'on ueur connaîtrela températureet il n'y.a qu'à iire. commè la plupartoei aplàr"its "ont précis,on lit la température à 1/10èm€ de degréprès (ou même.t/.10g69bme de degré en laboratoire). Facile! tellem€ntfacilequ'il ne faut pas hésiterà en faire la démonstration : avec de en faisant bouillir de l,eau sur un réchaud de camping,vous fl|1_1t_-d_.:^qntl!l ,ou ool|€norez lactt€m€nt les températures de zéroet de 100"c.Vousy plongezie -,àoigt àpteur, pour_ôlreplus prochede la réalitéindustrielle, il est conseilléoruiitiseiun aà gllt--(i?T,9"nné à l'étuiprotégeanr le capreurdes agressions du fluide); si'on peur ptacerptusleursc€rptêurs dans le mômedoigt de gant, la démonsvationesl encor€ plusintérassante. Maisquelledémonstration fEh biànessayez... . vousverrezbien! si vouscommencez à soupçonner qu'ily a uN pRogLEMEdans le mesuragedes températures, vousvoustromp€z: il n'y a pas UN problème, il y en a beaucoup! Avantde les situer,ontsndons-nous bien : il n'estpas du rôle du réqleurde faire apparaîtrsd_es problèmeslà où toutva bien.Les explications qui suivent-s'adr€ss€nt à ceux qui, eftsctuantconsciencieusement préconisés les travauxd'entreiien Dar les noticesou.les.règlesdu métier,se voisntreprocher ql"iiiÀ Jàiî".ure. la mauvaise obtenues (etdes régulations qui s'appuient surcesmesuresévidemment l). 'D.es,mesure,s au.ssisimp.les ...." Eh non,les mesuresde tempéralures ne sonrpas samples.: malgréla qualitéet la diversité de l'instrumentation, il iaut beaucoup de bon sens,d'expérience (sensde l'observation) pourd,abordtrouv'erce qui et d'imagination ne va pas€t ensuiteimaginer ce qu'illaudrait fairepourque,peut-être, ça aillemieux... Un capteurde température pas la lempérature n'indique de I'objetou du fluideavec lequelil est €n contact,il indiquesa propretempérature, c'està l'utilisaleur à faire en quBce soilaussicellede l'obietou du fluideI SOne l:mpératur€€st une grandeuressentieilernent tugitive; il est bienconnuqu,un !? plus.froid) (ou que son environnemeàr réchauffe (ou refroidit) cô qui fl?: !lrt."l"ud l'entoure. Autrsmentdir: la chaleur€st une lormed'énergie qui siéchange -à aâ taçàn p€rman€nre _d'uncorps à I'autrejusqu'àc€ que tous laé coips soient la même températuro (sion leuren laissel€ temps). c e s é c h a n g . esse l o n t . p a rc o n d u c t i o n( p a rc o n t a c t )p,a r c o n v e c t i o n ( m o u v e m e n t s engendrés.dans les iluidespar les différences de tempéralures) et par rayonnement (émission de radiaùons taversantl,espace environnant). : Avectousces échanges, il est permisd,espérer A.-s.p.ç.C1.ç9.ç.r.til que la lempérature du capteurserarapidement égaleà cellede l,objetou du fluidecontrôlé. Aspeçtnéqatil:avecrousces échanges, la température du capreurseraaussiun peu cellede l'environnemant (lempéralur€ de la conduite, de I'airambiant. ...elc...)

} M VALANCÊ

112 : dansle grandnombrede maisdu côtô exploitadon/tabricatlon Liéeà la préc6dente, présence, mesurer est la plusreprôsentative faut-ll ? Quelle en laquelle températuros de la bonnemarchedu proc6dé? Quelleestcelledontdépendla qualitédu produit? maisil faut La premiàreréponsede l'exploitantseratoujoursrapideet catégoriqu€, soitdonnéeà cott€' souv€ntdesjourset des mois,pourqu'unréponsesatis{aisante question.

Unités:

- l'unitéS.l.est le degréKelvin(K) 1 100"c

- 100'c

- le degré Gelsius("C) 2 est égal au .degréKelvin mais le zéro de l'échelleCelsiuscorrespondau Kelvin: 0C = 273,15K repère273,15de l'éctrelle Temp.en K =Temp.en'C +273 - l'unitéanglo-saxone"dêgree Fahrenheit"("F ou F) est plus p€tite que I'unit6 'C et son zéro est à - 17.77"C . Â , Temp."C =| (r"rnn."F - 32)

1 0 0 " c= 2 1 2 0 F 15'C ' C e c i e s t l e z é r o absolu des temPératures basse 11 n'existe Pas de température Plus

"degrécentigrade'€st incorrecte: le gradeest une unité Nota : L'expression d'angle,le centièmede gradeaussi! E I PT

d€ T€mpérature: Pratique EcfrelleInternationale

les instancss La t€mpératureest un repère.La précisiondu repérages'améliorant, pourlixer I'E.l.P.T. périodiquement internalional€s se réunissent Ainsil'E.l.P.T.1948a fixé le pointde fusionde l'or à 1 063"Csl l'E.l.P.T.1968à 1 064.C. Si certainestablesqui devraientindiquerles mêmesnombressont dittérsntss,c'€st pout-être parcequ'ellesse rélérentà des E.l.P.T.ditférentes. Etalonsorimairer des capleurssont l€s températures Les températures de rélérencepourl'étalonnage pression normale(1 013 mbaQ. atmosphérique des corps à de changement d'état (glace) par passe à l'étatliquide,la de l'étatsolid€ exemple) Lorsqu'un corps (de l'eau températurede ce corps se stabilisep€ndanttoute la durée de la transformalion (tompératuro so produitsi l'eaupassed€ l'état de fusion).Le même phénomène Ouelquesrepères(à 1 013 mbar): d'ébullition). liquideà l'étatgazeux(température

1 Kelvin: srrWilliamThomsonlo,.dKetvin( 1824- 1907) 2 CelsiusAnders11701- 1744)asùonom€et physic€n suédois

112

113 TEMPÉRATURES

Ebullilonde l'oxygène: - 183"C Fusionde la glace: 0"C Ebullitionde I'eau: 100'c Fusionde l'argent:960"C Fusionde lbr : 1 0ê4"C Fusiondu platine: 1 755'C d'étal" que le phénomène"température constantependantle changement Remarquez 'bain'marie" qui quelque permet soit la est utilisôdepuislongtempsdansla cuissonau pas. qui ne le supporteraient ôautfe de ne pas dépasser100'C pourdes préparations pas platine, il n'êst. le qui I'or qu'en l'argent, concerno ce Notez égal€ment .ou pour circuit coup€r un est sutfisant métal nécsssaiied'enremblirun récipient: un til du quandla lempératur€ de fusionest atteinte. ôlectrique

: 9c!$ôle-Cas-çs.o!e!rs Suivantla températureà contrôler,on utiliseun étalonprimairebon marché(glace un bain d'étalonnageou un four. Dans les bains fondante,eau bouillant€), 'mélange de neigecarboniqueet d'acétoneentre' 80"C st utilise un on d'étalonnage, 0'C et de l'huileentre0'C et 300'C. Princioesohvsiouesutilisésoour les caoteursde temoératures 1/ Dilatation : variationde longueurdes solides,de volumedes liquideset de pression des gaz 2/ Efletséleclriques: - couplesthêrmo-électriques ("thermocouples\ - sondesà résisîances - thermistances 3 Energierayonnée: m€suresanscontact: pyrométrieoptique Les appareilsà dilatationde solides,de liquidesou de gaz sont des appareils dê la spécialisl€s fabriquésdepuislonglempspar d€s construbteurs mécaniques presqu€ louiours paraît lire la notice €st très commun, température. Mêmesi l'appareil ne manquezpas l'occasiond'sn profiter! riched'enseignements, Les mesureséloclriqu€ssont les plus abondanles(et de.loin !). Les appareils €t tacilesà qui leur sonl associéssonl de plus en plus performants éleclroniques souv€nt nécessitent utilis€r,toulefois,l'4ustageinitialou le contrôledu fonctionnemênt supposé dansles noticss,car le régleur.est mal axpliquées I'utilisation de techniques les connaîlre,d'où la placeaccoidéedansce chapitreau calculdes millivoltsfournis par un couple. d'un disentcenainsfabriquanls, il s'agitquoiqu'en Ouantaux lunenespyromélriqu€s, les diflicultés. suieltràsdélicatdontce chapilrene feraqu'aborder

} M VArINCE

. LE CAFINETOU RÊGLA.,]R

113

114 Couplesthermo-électriouer('Thermocouples")

P.êliniticn:

pourqu'ily.aitcouple, c,est-à-dire pourqu,ilse produise un effetthermoélectriqu€, il.fautet il suffit.que deuxconducteurs cienatures ditférentes (en liaisonélectrique enùeeux)soientsoumisà deuxtempératures différentes.

F-x.e.mplg:

)1anEe

^.c

l l y a c o u p l e c a ryi la : - deuxconducteurs: cuivrest constantan ' deuxtempératurj-s^: A"c température ambiant€(à une extrémitéducouple) T"C température à mesursr(à I'autreextrémité du couplâ).' Seulescomptent-les lempéraluresaux extrémités: les couplessont indifférenrs aux t€mpâraturesqui €xistentsur la longueur€ntre I'extrémitésoudée àt l,extrémité raccordéeayx récepteurs. ces extrémités sontsouvenldésignéespar les exoressions anciennesde 'soudure chaude"pour T (températureà meéure4'et -souauie troide, pour A (lempératureambiante)qui en lait, 6st la tempéraiuredu bornierde raccord€ment. r.no.:.é.tggriqug Lj.,ejt_e!.ll'..e.f si A.etT sonldifférentes, le couplese comportecommeun générateur de iension.La lsnsion produitedépend de la difiérence6ntre A et T et-de la nature des deux matériaux. Des tablesindiquentla relation"température -nombrede millivoltsproduits',oour un certainnombre de couples nor-malisés (donc interchangeables) iel que cuivreet c.nstantan-, ter si @nstantan', nickelchromeet nickelallié,platinerhôdiéet platine pur' elc ... (le premiernomméest normalement le + du générateur qu€ constituel€ couple). - millivoltsn,eslpaslinéaire: La relationtempérature

0'c

T e m p ér a È u r e

: alliag€de culweei d€ nickeldonrla résistance élecriqueostpraùquemenr indôp€ndante , .constalbn d€ la tompérarure . 'I t4

TEMPÉMTU8ES115

il n!.a n'y a qu'uneternp6raÙre' Bemafqlg-:si A = T, la tensionestde 0 mVpuisqu'il = pour utiliser les pas de coupleI les tablesont été établi€savecA ooC, avec A * 0'C, il faut prendrecertainesprécautionsqui ne sont pas évidentes, maisil existeuneméthoderapldea sûrequiconsisteà tracerun R1page6) graphique simple (voirremarque : tracertrèsapproximativement Surunaxesupposégraduéentempérature, - l'origine0"C - la lempérature ambianteA - la tompérature mesuréeT Parexemple:

C'est16cas le pluscourant,si T est en dessousde ooc,lracer :

Siic'estla températureambiantequi est inférieureà zéro,on tracara: -

A

r

r

l

O

T

)

€tc... par desflèches, Surcst axe,figurerles millivolts

mV c orrespondanÈ .--

o

à T

,-/

__-Zl\--=-ii1o..""oo,oli\

-/

T

-t"-/ rnV fournis

par

/ \]ambiante

\{"o"or:

- millivolts cequ'ilfauttrouver à T : tlèchece 0 à T c'€stgénéral€ment correspondants - millivolts de 0 à A llèche la table, à A : à liredans correspondants - millivolts de A versT, mêmesi la foumidpar le couple: flèchede A versT (touiours !) flècfleestà contre-sens de 0 à T. aux millivolts correspondant oourtrouverT : liredansla tabl€,la température J- M VÂLANCÉ . LE CAF]NÊTD'J RË,GLELR-

115

116

" t,

: couple'cuivre-constanfan;ï" Eremnle :ï::;;::

:j"

Table du couple T page flg Pourtro_u_v_erla longueurde la flèche0T (nombrede millivolts de o à T) il sutfit{ aiouter 0,7O7+ 4,232= 4,939mV 4,939_-+

table --_+r

114.C

C'est le cas le plus généralmais quelquefois,il faut retrancher.Dans le cas d,une température T inférieureàz6ro,le graphiquedonneraitceci :

;14

t

A

Pourtrouverla longueurde la flèche0T il fautfairela soustraction 1,918- O]Oz t4g4glgr où est la tablep , uisqu€ ls 1,8't8- 0,707= 1,1't1 -J

Tabte ----)

_ 30.C

Autreexemple: le couplestivre-constantan fourni1,593mV, la température ambiante €stde - 5"C

La longueur0T s'obtientpar : 1,593 - 0,191 = 1,4O2etdansla tabls, on lit : 3S"C Remarques: 1 l Si la flèchede A à T est à contre-sens, cela signiïieque le coupledélivreune

tensionnégative(chaqusfois que T est plus pÉtitque A). Le millivoltmètre aflichera le signe - sinonil faudrainverser les polarités :par exemplecuivresur - €t constantan sur +

4

Lorsque le nombreexactde millivolts à conveniren degrésn'estpas indiquésurla table,il faut" interool€r'c'està dire écrirela ditférènce entrsl€s deuxvaleurs indiquées les plus proches(catte quiesrunp€uptusgrando et cê € quaesrunpaugtus p€nte), diviserpar le nombrede degrésqui les sépare(avec1O"C c'esr ptusfacite!) puisavecce nombrede mV par "C évaluer le nombrede degrésqui font la diffôrencsentrela valeurà convertiret la val€urla plusprocheéciitesur la lable. Dansla plupartdes cas,ce calculpeutse lairede têtscar il sst toul à faitillusorre de croireque la mesurese fait à un d€gréprès!ll est exactquê le repèreutilisé par.l'exploitant sur un apparsillage donné,p6ut et doit êlrs suiviavec prôcisron, maisil y a uneditférenceentreuÀrepèr€€t la lempérature réelleI

116

'I 17 TEMPÉRATURES

Erercicee: ambianleest donne9,350mv. La température 1/ un couptecuivr€-constantân 'de 2O'C.Quelleest la température T? chambrefroide. Le cou.plecuivre' d'une température -2/ Meture de la mV. Températurede l'appareilde 1,429 donne ànst"ntan est inveèé, il de la chambrefroide? mesurs: 2O'C.Ou€lleest la ΀mpéralure 3/ Contrôle d,un couple fer-cohstantandans de l'eau en ébullition. doit fournirle couple? ambiantà22"C.Combiende millivolts Température

page125. sontindiquées Lesrêponses Gâblesde compensation uliliséspour prolongerles couplesà moindrefrais,ces câblesont la même maisdansunezons mVnemp.quele coupleauquelils sontassociés, caraa$riètique (généralement de 0 à 200'C). restreinte

--.7

"f, 200

avec Leslils du couplàdoiventavoirune longueursutfisanlepourque-leraccordement à 200'c. inférieure ambiance te cautede coàpensationse touve situl dansune Jorme-unseul Dansces conditions,le coupleprolongépar le câblede compensation du câble. doÀtla soudureiroideest reportéeà l'extrémité coupl€th€rmo-élearique Syrnbd.

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. LE C^RNETDU RÊGLEUR

117

' t1 8 couples gainéi

exùaitde la docr.rmentation de THERMOCOAX et Cie

DESCRIPTION Les t h€rmocouplesTHEFMOCOAX se p.Ésentent sous la fo.me de câbles blindés à isolanl m|nâ"|. de farble diamèire, lès il€xableset robusles. lls so comDosés ds: oeux fils constrtuant le couple thermo€ieclnque. Un isolant minâ"1 en poudf€ l.Ès fonemefl compnmé garanlssanl un pôafarlmarnltei des conducteuG et un bon isoleme . Une garne métallique continug, assu€nl uôe protectton mâladaue et chtmrque. du couole. A lune des exlrÉmrtés. les fils et a garne sont soudés pour fomer a soudure chaude {fio. 3).

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ls môgnélio et l alumino sont h!groscoprquG pour c€lle rôrson. l'exrremrré owene das lnennocouples est toulours oblurÉ€ avec une résine (Filsân. rËslne éooxy, ê(c.). En cas o€ æpnse accrd6nrelle d humrdite (isolement à 1 MO). rl est tourorirs 'possibl€ de chasser Ihumidité. Pour celà. 'l suffit ds chauffer I ertrernrlé dlhâmocouDle sur una \nngtarne de le cenlrmelr6 ou mresx, tout thefinocouple dans un€ eluvo à l50oC outs de remetlre une résrr,e d'étancherte.

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118

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3,062 2 , 7 6 4 2 , 1 5 5 3, 091 2 , n 4 2, 486 3 , 1 2 0 2 , 8 2 4 2 , 5 tI 3, 149 2,854 2, 549 3 , r 7 8 2 , 8 8 4 ?,580 3,207 2, 9 1 4 2 , 6 tI 3,235 2,944 2,612 3 , 2 6 1 2 , 9 7 1 ., a'2) 1 )O) 3,003 2,703 3 , 3 2 0 3, 033 ) 7't1 3,349 3 , 0 6 2 2 , 7 6 4

2 ,r 3 5 2, 1 6 7 2,200 2.232 2,261 2,296 2,328 2,360 3,392 2, 423

t , 8 0 4 , 463 1, 8 3 8 , 498 | ,871 1 , 9 0 5 , 567 r, 9 3 8 , 601

2a,7 29,8

30,9

32,O

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0 I 2 3 5 6 7 I 9

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0 , 7 5 1 0 , 3 8 0 0,000 0,788 o , 4 1 7 0,038 0 , 8 ? 4 0, 455 0 , 0 7 7 0,860 0 , 4 9 2 0 , 5 0,8e7 0, 530 0 , r 5 3 0 , 9 3 3 0, 567 0 , r 9 l 0 , 96 9 o , & 4 o,229 1 kg/ pourd -0,8-->0,8k9,1 )

La masssapparentedu plongeurseradoncégaleà : : 1 321g = 578 g liquido déplecé masse duplong€ur : 1 899g - masso bas pouna êtresimulé en remplaçantle plongeurpar ÇO!çbsig!-: le niveau 1 899 g (utilissrles "poids" de la balance,ou d'autresobiets pesés au préalable,et un sach€ten plastiqu€). le plongeurpar 578 g. Le niveau haut pourraêtrerimulé en remplaçant parun€règlede trois: calculer Pourdes pointsintêrmédiaires, 1 899 g

.i-

I

I 000 mbar

200 nbar

E c h e l l e e n g r a n m e: 1 8 9 9 - 5 7 8 = 1 3 2 1 g Le milieu d'échelle esc à : r Raa-

I lll

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1 ?tÊ o

LÈ quarc d'échelle esr à: | I

Remarque:

XqLl

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1ÂR o

à partir c'est'à-dire Finalement, la hauteurdu liquideest repéréele longdu plongeur, pas. qu€ Pour m€surer cenebasene s€ déplace de la basedu plongeur. L'idéalserait la balancede forcessemble des variations de poids(de forces)sansdéplacement, touteindiquée(voirpage 62) €t il en existopourcene lonction,mais on renctntre surloutdes appareilsà déplacemenl.Lo ressortantagonisteest en fait, un tube de pourun Jaibledéplacement. torciondonnantune grandeforceantagoniste } M VAIJ{NCE . LE CARNETOU RÊC{ruF

135

136 Aiustaoedes niveaur 6 olonoeurr Les instruments électroniquesrécentb comportent un mécanisme d'aiustage extrêmementpratique; pour les autr9gil fzudra proéder à une simulationde niveau avecun lhuideou avecdes masses. Aiustaoesur olacsavec un liquide: Cettelaçon de procéderélégantest rapiden'est pas toujourspossible.On peut utiliserle liquide dont on m€surele niveau,sinonutiliserde I'eau. Dansle cas des réservoirssous pression,il faut une grande expériencepour utiliser c€tte méthode.Le niveau bas se lait en purg€antla boutêille,le niveau haut en la remplissani jusqu'à haut€ur du piquage supérieur par exemple(quand le plongeurost totalem€nt immergé,la pousséed'Archimèdene change plus).' ll est commodede disposerd'un Ié venants'adaplerà la vannede puJge.Sur cg Ié, on monteun tuyau vinyltransparentqui p€rmetde voir le niveau à l'intérieurde la boutêille,et d€ fairele remplissage si un bouchonsupérjeurn'a pas été préw. p€uventôtre adaptésau liquideréel grâce à réglages l'sau Les obtenusavec de prévu pour l'indexde densité cela,maison peut fualementcalculerles hauteursd'eau que les niveauxréels. donnantles mômespousséesd'Archimède

mas.e-ç: Æu.çtagç.ave-c.de$ Calculer les masses (les"poidsJ à suspendreen copianl l'ex€mpledonné précédemment.Ajust€r alt€rnativem€nlle 'zéro" el 'l'échelle' en accrochantles paquetsde poidscalculés(l€s sach€tsplastiques€t l€ursfils d'accrochage auronté1é pesés).

Observations sur les niveauxà plongeurs: - Pourque le niveausoitconnuavecprécision, il fautque la densitésoil c€lleprévue. - L'appareilde mesure€st ch€r mais très utilisô,il bénéficiede la confiancede grâcaà sa fiabilité.Parmiles m€suresanciennesfaitespar ce nombreuxexploitants pourraient moyen, beaucoup ôtre r€mplacéespar une mesure de presslon (voirci-après). hydrosladque

136

NI\€AUX 137 Mesuragesde niveauxoar mesuragede oression de pression,nombreux,fiables, relativementbon Utilisantdæ capteurs-lransmetteurs marché et d'instâllationsouvenrsimple ces mesuragesont basés sur le gfillgilg-ç|g Pascal (paso,t4).

P = h.p.g P = pression(Pa) h = hauteurdu liquide(m) p ' = massevolumiqu€du liquide(kg/m3) ( Rappel: le nombrede kg/m3est égalà 1 000 fois la densité) g gege24 g = 9,806sauf cas particulier(annere Si la densitédu liquidene varie pas, l'indicationde pressionest directementune indicationde niveau. Si la densité varie, il faut la mesurer et la fairs intervenirde façon numérique, ou manuellepour en déduirela hauteurh du liquide. analogique

1/MesJngE.cirscl .1.,1..Ç-apÎ-e..ur.:tlenç.m.er.e.uI.d..e.9r.99-s.i-o..n..r9.1.e!iv..9 t" ' =

P

p.c

6s6si1f = 0.8

Exemole: liquide

pression: 160mbar(16kPa)

la hauteursera : P=16000 p=800

h = m1 6- 0f f0i0 = z u m .

Si le capteurest montéen dessous,il faul tonircompted'undécalagep€rman€nt: cidessus3v6çf{ = t,5 m DansI'exemole le décalagep€rman€ntserade :

=:ftr

P=1,5x800x9,81

--*=

= 1 17 7 2 P ag | 1 8 m b a r ï-

} M VAIJNCE

qu'àI'aiustage Ce décalagen'intervient pas visiblepour il n'€st du transm€tleur, l'utilisdeur. LE CAFNETOU REGLBJR.

137

138 1.2 Caotew-lransmetteur de oressiondittérentielle pression,ditférentede la pressionatmosphérique, existe au dessusde la pression utilise un capteur de ditférentielle. -qn

Si

Pour obtenirun signalde sortiequi augmente quandle niveauaugmente,le niveaudoit venir d a n s l a c h a m b r e" H P ' . D a n s t o u s l e s transmslteursde pressiondif f érentielle,la chambr€marquée HP, H ou + est celle qui donne signaly'quandpressionz?.

Le côté BP est rarementvide (il se remplitpar condensatou par débordemenl) donc les hauteursH et H' représ€ntent des pressions.H'n'a pas d'importance si (et seulement si) les liquidessontles mêmeset à la mêmetempérature, des deuxcôtés. Pouroblenirl'échallede pression(AP)du transmetteur, il faut : -

faire un schéma calculerla pressioncôtéHP sn additionnant toutesles pressions côtéHP calculerla pressioncôtéBP en additionnant toutesles pressions côtéBP calculer^P = HP - BP

Schémaet calculssontà lairedeuxtois , une premièrefois pourle niveaubas (niveau à hauteurdu piquageHP) €t une deuxièmelois pourle niveauhaut(niveauà hauteur du piquage8P) Généralement la ÂP (HP - BP) est négativedans les deuxcas, c'estpourquoile transmetteur devraavoirde largespossibililés de décalagede zéro. Exemole:Niveaud'unballonde cfraudière 'r

SOber

295.C _

Le oot de condensalion oermetà la colonnecôtéBP de se remolird'eau. prochede Cett€qau esl à température l'ambiante: d a 1 L'eaudu ballonà 295'C,a uno massespécifiquede 769 kg/ms(voirpage25Otsoit,uns densitô de 0,77.1a vapeurà 80 bar a unedensité de 0,043 : c'estfaiblemais oour être comotg. orécis,nousen tiendrons La simulation, à l'ajustage, se fera av€c una pressiond'airmesuréeà la colonned'eau,il est donc plus commodede faireles calculsavec I'unitéde pression : mm CE

138

NIVEAIJX 1æ

| 4.,7f

\-L. .^ DO (:P'

. Calculde pressioncôtéH P : 80 bar d :0,04i1= 21,5mmCE + [email protected] mmdevaPanr, + H'mmCE . Calculde pressimcôté B P : 80 bar

tiqn#fY'd:1= soommcE

I . Galculde AP :

H P - B P = 2 ' 1 , 5- 5 0 0 = - 4 7 8 , 5 m m C E Remaroue: la BP est plus forte que la H P, la simulationse lera en appliquant478 mm CE sur la chambreB P, la chambr€H P étantouv€rteà I'atmosphàre. amA

2/ Niveau haut . Schéma :

-

5OOrn d : O,77O

. Calculde la pressioncotéHP : 80 bat + 500mmde liquideà 0,770 = 385 mm CE + H'mmCE .I M VA.ANCE

LE CAF^JET OI' RÊGLAJF .

139

140 . Calculde la pressioncôt6 BP : 80 bar + 500 mm CE + H'mm'CE . Calorl de la AP : HP - BP = 385 mm CE . 500mrpCE = -115mm CE . montage: mêmemontageque ci-avant,mais115 mm à la CE

2ll Meruraceoar lnsufflation L insufllatlon est souventune solutionéléganteet srirepourmesurarla hauteurd'un présente.l1nconvénient liqui{e...Elle de néôessiter l'entreùen d'uneou plusieurslignes de'bullage',maiss'imposesouventdansle cas des cuvesenterréds, des leuldes agressifspour le lransmeneur(acides,...), et plus encorelorsqu,unenvironnemenl dangereux.rend difficileles interventions, mômesles plus' simples(industrie nudéaire,... ).

P.i:inçip..s:

Tt L

1: o-

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41

. " r r. *. r.ro,r." *lÏi

{ï'=h'P'c

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REGUL, ALIH DE AIR OEBIT

'%,

( air (ou un autre ,e en La 'canne'' €st alimentée gaz) par un dispositifrégulateur rér de débit (appeléartssi 'purge ctntinue'). cot L'échappementdtls bulles,visibk ible ou non, indique que la prerssiondans la a canne c est égaleà h . 0 . q ( s i elle érait iint n l é r i e u r e ,l ' a i r n e s'échappe rait pas st elle €l ne p6ul ôtre s u p é r i e ur,r r car à partir rrtirde h.p.g, l'air s'échappe).

-/

si le débitde bullageestlaible('ondcirpouvcfr comprer tesbules'), la pressionest la môme dans tout€ la canne,.onpeut donc la mesurerà n'importequel endroltde la llgne. Touteloispour des distancesimportantes,il est préféiablesde mesureren haui de canno.:comm.€ll n'y a pas de débitdans la llalsonau lransm€nour,ll n! a pas de pertectepression

't40

NI\EAUX 141

peutôtr€eftectuéenlrodeuxGlnnesdisposanl de pfessign-difléfgoliglls Un mesurage chacunede sondisposilifd'insufflation.

ferméne doit La pressiondansun réservoir. pas èlre supérieure de la aux possibilités 'purgecontinue'(capacitéde résistance à la qui prévoir ce preséion) il faut ; parailleurs, arriveraitpat manqued'aird'alimentation. sup6rieurà I'orilice il faut un niveautotalconstamment Pourles 'niveauxint€rfacos", par un capl€urd€ peut faite ôtre total plus niveau du la mesure courte, de la canne la pressionsur c€tte canne. (appelé : -purge continu€').permetd' obtenir un bullage Le..f.êS.V.[a$Uf..d.e..C.ê.hit hiv'eau,c'est un dispositifsimple : pour obtenir un débil rOoutiôil"ôîê't-Ëilâ-èdï'ià P1 'P2 soitconstant€, à'traversun orificeil suflit que la difJérence co-nstant æ

Pt =Pz + constante, varieavecle niveau.Si àlousmoments Pz 1=n.p.g1 el un m€mbrane un€ avec Ceciestobt€nu P1 P2 ssracetl6constante. fa différanca ressort:

L'odficeest un poinleaurfulablepermenantd'obtenirle débitsouhaité,mesurépar.le détitmàtreà biile, il peut ére ré'glÔ€nire 1,6 et 16l/tr (air à 20'C et 100 kPa). La différencoentreP1 et P2 est donnéepat le ressortR. .I- M VAJ\NCE . LE CâFIIET UJ RÊC-ruR .

141

142

BemenIrË: . [a dengitôdu lkluHedohâre omnue . Eviterles rærds sur la ligned'insuftlationestun bonmoyend'éviterles fuites . DansI'industrie nud6aire,llnsuffladmestuliliséepourmesurertout€ssorlæde pressions,y compris les pressionsamont el aval de certains organeg déprimogànes.

: Fr.em.ç!g.ç..d.p.-çdç1,1 Scil à mesurerle nlveau lnterlaæenùe de l'eau et un llquldede densité0,8.

l-1m

LegcalqJlssontfait en mm CE pulsquele ûansmeneurgera aiustôarrecune colonned'eau.

Nlrcan-bqr: HP=1.p2+h'p2 BP - h'p2 ll

rlJ

AP-|p2 = 800 mm CE

P2

Niyeau-bau-: H P = 1 . p+1h ' p 2 BP = h'pz

-pr

-

,:

AP-lp1 =1mCE

etteur: Echelledu lransrn Niv, bas 800 rm CE

f-eto 4BA

Niv. haut

I 000 rm CE

slo glo I

16 mA

. Ecfielle200 mm CE (:2 kPa) . Dôcalagede zéro - 4 r l'ôchelle (Un tel d6calagen'est pas possible 8lr tou3les ûan*ngn€un). 142

100 mrnCE = | 000 Pa

NrrÆÂux14il

: l{oolage!-eedlsrlisr ôfe Uiligôespourobtenirdes résultatssalisfaisant De nonùreus€s'asûces'peuvont avecla tectrniquedln$dfla:tion.Par eremple,I'insuffldon p€ut so faire dansun liquide Intemédlalre(car der produitl cdstalllsants).

mêmelprizontale,mêmepressrbn(paeo45) H m m C E = 1 , 2m h mCE csll€ de H remplaceexaclem€nt La connaissance problème. pose pas de de h, la mesurode H ne

lde$re-Ce.csleilâ: La t€chniqu€d'lnsufflationp€ut â1reutilisôeavec prolit pour la m€sur€de masse de p si h êstconstanl: d'unllquide: P = h.P.9 lndiquelegvariations volumique

xntl u coiff^rr

Dansl'eauP=hmmCE Dansles liquidesde densitô0,8 el 1,2 P=0.8xhmmGE P = 1 , z x hm mC E Pourconnaîtrela d€nsité,il sutfilde diviserla pressionen mm de CE par la hauteurh en mm.

+ Mvrurs€

- LEcrnt{Erou ÊÊ€LaJR

143

144 Mesuraoede niveaur oar sonde caoacltlve Raopel:.un condrlsdeur (donton mesurela apcité ) est constituéde deux plaques conducùices,dites'armatuies,, séparéespr un'ûéteciique. 'ont qu'ils.soientlsolantsou conducteurs, un .pouvoirdiélectrique., I1y.. l?-.,!.toouits, caractérisépar le coefficientdiélearique appelé aussi constàntediélectriqueou 'opsitonJ. permittivitérela.tiv€: € r (terùe grecquo ce coefficientest d,autantplus grandque le produitest plus conducteur. €rduvide=l e1 atr=1 e' eau=80

plaque

Pourla masurad'unniveaude produit,h première plaque6st un câbleou une tig€ rigidedite électrode ou sonde, la deuxièmeplâque esl la paroi du réservoir(s'ilest métaltique) ou un treillismétafiique, le diélectriqueest le produit dont on mesure le niv6âu. Dans les liquidestràs conducteurs, la deuxième plaqueest le produit,le diéleclrique est constituépar un gainagede la sonde.

L€s construct€ursindiquentle type de sonde le mieux adaptéaux dimensionsou res€rvotret aux caractéristiqu€s du produit. niveau. pai une s'eulesonde_capacitiv€n,est possible que si le F-l_q:yl"'9" co€nlc€nl diôlectriousdu oroduitest constanl.Dansle cas contrairô,il faudralalre une mesuredifférentiellepour s'affranchirde e I , ca n'estpas Eès simple. Exemolede e- variable: Pourle sablesec €, = 4 g0 P o u rl ' e a ut r : ei p(xrrl€ sablehumide?... L'implantation d'unesondecapæitiveexigeune grandeexpériencesinonte signalde sorlie sera un cockrail: de lâ haureurdù produii,du degie o numlàitgamuiâre, ou colmâtâgede la sonde,etc ... 1-ry1!):I" !,x]Sgpe fondamenrale,les.sondescapaciriv€ssonl un exceilenrprincipe oe me3ureélectrique de niveaux,applicableà de nombreuxproduitset dans àe nornbreuxcas. 144

NIVEAUX 145

Mesurcde niveaur par rayons gamma(1) Chère et contraignant€,l'utilisation.de sourcesradioactives€st intéressantedans obligationd'unmoyende quelquescas ditficiles: tràs hzut€ ou tràs bass€température,

m€sureextéri€urà I'enceinle

Pdasipe: La présencedu produit€ntrsla sourc€ radioactiveet le récspteur,modilie r€çu. du rayonnement l'intensité doc.

É

?

11

soittrès faible,et les risquessouvent Bienque la puissancedes sourcesradioactives impose,.à quasi générale€t l'administration est des utilisateurs insignitiants,'t'aversion ou de justËtitre,des réglesde sécurilésévères.Le personnelchargéde l'exploitation générales les instructions. reçu i'entretiende ceé appareilsde mesure,doil avoir en Francedu moins). (c'estobligatoire, àes radio-isotop€s relativesà l'uiilisatiori oui ne sontoas touiqursdansles notices Quelquesdéfinitions : rayonnêmentsissusdes corps radioactifs.Les rayonsT trav€rsentà peu près tous l€s matériaux,ce qui p€rmetd€ fairedes mesur€sà traversles parois. des émenanlspontanément radioactit: se dit des corpsnaturelsou artificiels rayonn€m€nlsxAFT : dans une familled'élémentschimiques,différantseulement iRdi9.:j.S.eLqe.e ôâi"iô'ii6àUie de constituantsdu noyaude leur alome,cerlainsm€mbres Exer:nole: dansla peuventêtre radioactifs;cs sont les radio'isotopes. ils entrentp-o-ur iamilleUranium,U 235 €1U 240 sontdes radio-isolopes, naturel,le restssst l'isotopeU 238 de l'uranium 0,7"/odansla composition qui n'estpas radioaaif. cesiu-q137(Cs137): 60) : co..-b.glt.6p_.(Co

Radioisotopesdu cesiumel du cobaltutilisésen m€sureindustrrelle

: épaisseurd'un malériauà lravers laquellele rayonnemenl êçajgSeUl-m.ç!lj.é perd la moitié de sa puissance. Exemple: Co 60 béton66 mm Pb 13 mm C s 1 3 7b é t o n5 2 m m P b 6 ' 5 m m } M VAI.ANCE . LE CAFNET DU BÊGLFJR

145

146

çsnplEJ.r-.ç.e.!ser..M.0.il.er...drem.br.e-Clrniçet3!i#H.S crJrie(Ci): unit6de mesurede l'activitédune source,tunitéS.l. estle becquerel

t t1=# rûroci

dansles mesuragesde niveauxles aAivitégsont< 1 Ci krnisants.Umité ÉnJCg!(R) : unitéde mesurede quantitéde |ilyonn€rnents S.l. estl€ Coulombpark9 (Ctkg) (rôntgenéquivalent tenmmmmmmmmmmmmmmm: nan): unitéde m€sured'exposition aux rayonnsments ionisante,utiliséepourlhomme. r.qm/t!: unitéde mesuredu débitd'unesourcede rayonnement. fe{ (rd): unitéde mesuredes raymnanentsabsorbésparun corps (abdo.béost à prendr6dansle s.n! : ni ùammbe, ni réiédrie).

LunitéS.l.estl€ gray(Gy).

Mesurede distancsoâr sonset ultrasons: Lorsqu'unson ou un ultrason(voir définitionpage 22) rencontreune surface,il se produitun phénomèned'écho: une partiedu son reùent versl'émettsur. Le tempsécouléentrele départet le retourdu son,dépendde la distance(Cestce gui nousintéresse),maisaussidu milieutrav€rsé(c'estune difticuhé). Le tempsaller-relour,quelquesmillisecondes,se m€sureassêzfacil€ment, maisle retourdoit ôtreIranc" : si la surfaceabsorbebeaucoupplusqu'elle ne renvoie(présencesde mousses),si elle renvoiedanstout€sles directions (fès grossegranulomérie)ou si les gaz qui la surmontent,absorbentla laible réflexionles mesuresserontdouteusesI Lesappareilsrécents,plus perfectionnés, lrait€nt' sur micro-processeur les signaux regJs€t peuv€ntainsifournirune mesuro préciseet fiablemômedansun environn€m€fltdifticil€

146

ACCESSo|RES147

[email protected]@s Le lerme 'accessoire"est utiliséici commeil l'estdans le commerced€ l'automobile. On dit qu'un véhianlepeut commencerà se déplacerav€c un chassis,des roues et un moteur. On pourrait dire de la même façon qu'une boucle de régulation peut commencerà 'tourner' avec un capteur,un rfuulateur et un actionneur.Noussavons bus, que c'êsttrès très schématiqu€: par exemple,il manquel'alimentation(carburant dans le premiercas, air compriméou alim. électriquedans l'autre), et bien d'autres choses... Les accessoiresdans une bor.rclede régulation,ce sont : . Les alimentaionspneumatiquesou éleclriques . Les visualisations: indicateurset enregistreurspneumatiques,enregislreurs él€c{riques,indicationsnumériques,écransùdéo, tablestraçantes. . Les convertisseurs intensité/pression, : pressionfintensilé, analogique/numérique, numérique/analogique . Les moyens de calcul 'en ligne" : opérateursanalogiques,pneumatiques€t électroniques, ca,lculateurs numériques. . Et d'une laçon générale,tout ce qui en dehors du capteur-transmetteur, du régulateuret de l'actionneur,concourt à la produaion, au trailement et à permettantune régulationoptimale. l'exploitation d'informations, L'air comprimé lls sontà pistonsou rotatifs.Commedans les moteursà explosion(auto,moto)les mouvementsdu piston dans le cylindre aspirent et comprimentl'air, mais le vilebrequinest entraînépar un mot€ur électriqueet le systèm€admissionéchappement,€st du typ€ "2 temps" ou "clapetanli-retour',plutôt que du type 'doublearbreà cameen têle'. Lorsqu'unemembrane séparele pistonde la chambred'admission-échappement, l'airrefouléest exemotd'huilede lubrilication.

.8é..hit..dly..n..c.çmp..[.e..ç.$.es.( La difficultéd'exprimerun débi1de gaz, signaléepage99, est évidenteau sujetde la produaionou de la consommation d'air comprimé: le débit-volumeest si commodepour les liquides,qu'il est difficiled'admenreque seul le débit-mass€est acc€ptablepour les gaz ! ll est maintenantévident gue l'utilisateur du futur refusera(parceque trop pénible) l'usagedes débit-volumes de gaz qui serontremplacéspar les débit-masses beaucoupplussimplesà utiliser(voirci-dessous). Actuellement,le débit d'un compress€urest délini par le volume d'air aspiré à f'atmosphère dans les 'conditionsnormales'.Ces conditions(trèsparticulières) de température et ds pressionatmosphérique, sontnotéesT N et P N ou TPN ou PTN et sontd€ 1 013mbaret 0'C. La massed'unm3d'airTPN êstde 1,3kg '

'

12928k9 .I M VAJATCE . LE CAÂIIETUJ RÊG.BJR .

147

148

Çsnsp..mma$.qn.d-.ç.s.i.o.slrum.p.n!s-.; 1 m3/hTPN = 360 mg/s ; 1 UmnTPN = 22 69/5 l m g / s = 2 , 7 7 71 t 3 m 3 / h = 2 , 7l l m n Transmettsur: 20 à 50 mg/s (suivantmodèle) Régulateur:30 à 150 mg/s (suivantmodèle) vanneavec positionneur3 1 000 mg/s(wivant motorisation) Lo traitementde l'air comorimé

1- Filtred'aspiration 2- comoresseur 3 - réfrigérant(avecpurgeurautomatiqu€ou manuel) 4 - rés*voir ( ' ) S-séparaeur( " ) 6 - sécfreur ( ) 1 - Filùed'aspiration ll e.st.prélérablede placerl'aspirationà un endroitoù l,atmosphèrs est la moins polluée,la moins humideet la moins chaude,cependant,il est nécessairede prévoirun liltre dont les caractéristiques seront sélectionnéesen lonctionde l'ambiance. 2 - Compresseur Pour certainscompresseurs,le fonctionnement normalest la marcheen continu,le réservoir(4) pourraôùa moinsimportant. 3 - Rétrigérant La vapeur9'eaucontenuedans I'airambiantse rêtrouveintégralem€nt dans l,air comprimé.La températrreélev6ede l'air à la sortiedu compreèseur, la maintientà l'étatgazeux.ll est nécessairede se débarrasserde c6ne vapeuravant qu'elle n'aillese condenserdansles circuits6t instruments de mesurage,d'où l'utilisation des réfrigérants(condensation) Bt plus loin, des séparateuréet sécheurs.La rélrigérationesi assuréepar écfrangeur(refroidissement p€v€€luou par air) ou par un groupefrigorifique. 4 - Béservoir c'est un accessoireindispensable de l'âquipement d'âircomprimé.ll ôquilibreles rapportsentr€la demandeet la production,évitantainsi les chutosd€ pression.En outre, il fait office d'amortisseurde pulsationset assureta réservede marche en cas de manquede couranl. 5 - Séparateur Dansle circtit, pour atfinerencorela qualitéde l'aircompriméavantson utilisation, on inslalledes séparateurs,des deshuileurs,des filtres dair. Chacunde ces appareilsr6pondà une fonclion bien précise.lls sont destinôs,quelque soit l€ur syslèm€de fonctionnement, mécaniqueou ôimique, à éliminr lei coâdensations résiduaires(eau el huile)et à releniries partiotlessolides. 6 - Sécheur Le sécheurp€ut êù€ un group€lrigorifique,dans ce cas, il jole le rôle de (3).

1,+8

149 ACCESSOIRES

.P3..ts.nd-e.uæ à une pression pressionde 7 bar,plus_pr6cisément Lair compriméest distribuéà la 'La de pressionnôcessaireau tonqtionnement comprisegntre 3 et 7 bar. prÔc6dé d'un est ingrunlgît cfraque 1,4 bar, pneumatique étant de l,insùUmentaûon guelque détendeur,dont t'erôle est-demaintenirà 1,4 bar la pressiond'alimentation quand y des pesque, mêrne (o.r il a soitle d6bitet la pressionà l'entréedu détendeur limites'l). de débitprésentés est identiqueà caluides relaisamplificateurs Le loncdonnement page 62 , [â pr€ssionde sorti'en'est pas commandêparla pressionbuse mais,par la par un rossorl rgssorl axerée par |orco (rfulable) {réqlable)axerée 7 /\ o o

FÂo

o

Prar3ion dê roati.

1 modèletràs simple,c'€st enlre autre,le détendeurdes bouteillesOe 992 domestique.Notàr que la fuite nécessaireà l'6quilibrageest faite par la de l'appareilalimenté. consommation 'l 2 modèlede détendeurd'alimentation'4 bar 3

modèlede précision: p€ut ètre utiliséen alimentationmais les inslrum€nts n'en demand€ntpas tant !

Remarquer que css appareilssont des systèmesasservis: la pressionde sortie , en agissanisur Ùnemembrane, ef{eclueune réaction qui s'opposeà l'action. Alimentation et câblage électrique Généralementfiable, le câblage d€s instrum€ntsélectroniquespos€ parfois des problèmesdélicats: Les rupturesd'alimentation,rares heureusembnt,sont tràs dangereusespour.le pocédb, rnais relativementfaciles à détecter; par contre, les délauts plus ou nroins iugitils de m€lsse,l'originede certainsparasitages,la plôSenceinsolitede potentiels inàtendussont sowent ûès dificiles à localiseret à Ôliminer. Pour la plupartde ces défauts,le dépannagerelèvedu savoir-fairedes ôlectricienset Oes ôleètrdtechniciens.Le régleur devra acquérir au rmins un€ petit€ partie de ce savoir-faire: savoir utiliser làs schémasde câblage,connaîtreles précautionsà .T M VAJ}æE

. LE CARI{ET OU *GLSJR

.

149

150 Les transmissionspar câble sont soumisesà des interférenc€sayant oour orioinedes champs électriques(couplagesgapacitils)€t de6 champs magîétiq'ues(co-uplages él€ctromâgnétiques). Voir "Bruitsdans les mesures.page31 Ces interférenceset les différencesde pot6ntielsbnTreles différentspoints de terre (poreniels de nrcdecornmun')perturbent les mesuressi le câblagenËst pas étudié, ' réaliséet entet€nuavecsoins_' Lesblindages(trêssesmétalliques)atténuentles 'ônrits'd'orlgin€élecfostatique. 'd,origine Les_fils torsadés(au pas de 2 à 3 cm) atténueniles "bruits" électromagnétiques. Les dispositifsd'isolementutilisésavec les relais .reed" (ænlaÇIssous ampoulesde verrescellées),les commutateursstatiqu€s(cMos) ou les'systèmesopto-éleètoniques éliminentpratiquemêntles "courantsde ciriulation;indésirables.cepàndant,pour gu€ ces dispositifsconsorventleur etficacité,I'instrumentation doit ôtre èâbléesuivantdes règlespréciseset complexesqui nê serontplusrespectéesdès la premièremodification rmproviséeou plus souvent,aprés démontageet remontage, dès l,apparitiond,un mauvaiscontact.

Les atmosohèreserolosibles ( doorm€ntGEORGIN ) En atmosphèreexplosiblel'emploi de matéiel élætique peut ête à lbrigine de deux typesdlncidents : - Hlumagedu mélangeexplosifpar étincelles ou arcs, ' lnflammationde ce mélange au æntact d'une sudace portée à une température sullisnte dite tempéÊture d'auto-inllammationou inflammmationspontan'ée. Conte ce deuxièmerisque, il nl a pasd,autresolutionque d,empêcherle matériel en_questiond'âtre poîté à une températuresupérieureà la températured'autoinflammation. Contrele premierrisque,plusieurssolutions sont pssibles : ' utiliserdu matériel sur lequel I'appatitiond'un délaut électriquesoitconsidérée commenégligeable: *curité augmentée. 'Empêdrer.le mélangee.xp.tosif.de pénét9r à I'intérieurdu matérielpar remplissage produit neutre, pulvérulent,huit€ ou de t,ajr': surpiessiôn diélectrique, le interae. ' PreMre les mesurespour que t'inflarnmation ne puissese transmettreà t'extérieur clumatériel en ne cierchant pas à éviterl'entrâedu métangeexplosif : matériel tntidéflagrcnt. - Utillse.rdy matlriel qui dans les pires conditionsne puisse prcvoquer une ajyi01!i9p d'énergie sullisantep,ourprovoquert,inftahmatioàdu métange : #curité lntrinsèque. Dansce mde de yotection on distinguedeux Wes de matériels:

'|50

152

- Les matérietsdits à'Sécutité lntrinsèque'destinésà êlre placésdans la zone darguanse (@pteurs,indicateursde @tdes 4-20mA, wpnts ...) - Les matérielsdits iqssocrés' dont seuls certains chcaits sont de Séahté lntinsèqte et ræordés en zone explosible,ce matériel étant installé en zone sûre (alimentations,wtditionnanrs de sigmux ...) lJn ciranitde Sécrlritélntrinsèquepeutse ættccwir de deuxtryons : - &it être antièrementisoléde la terre,il estdors dit : à isolementgdvanique, - &it âtar&érené àhtene (bniùe Zn*). DE SECURITEINTRINSEQUE. ASSOC'ATPI?NS DE SYSTEMES It lant se sanvenirqte t'asæcbtim de plusieursnptériels reconnusindivkluellement de S&trité htinsèque ne @nsttue pas néccssairementun systèûe sansdanger. Pu exemple : si nous disposonsd'une alimentation qui déliwe 20 V à vide,.qui possède 'dans un counnt de æurt-circuitde 100mA et que ndrs réalisionsle court-ciranit l'hydrogàne, nous ne pouûons pas obtenk l'explosion. Une telle alimentation purra alus laire l'oQet d'unehonnlqation de Siéanritélntrinsèque. Si maintenant, nous disposons10 alimentationsde ce type en patallèle, nous æmmuterons dans I'hydrogène un æurant de 1 A sous 20 V qui provoquera llnflantnetion.

Les nivéaux d'énergie mis en jeu font de la Sécuritélntrinsèqueun -m-o.dade et aux courantsfaibles. prcteclionpaflicTtlièrement tien àdaptéà I'instrumentaiton Les matériels de Séahté tntrinsèque canservent un encombrementet un poids équivalents aux matéiels classiques et ne posent pas de problèm.espafti-culiers quant à leur implantation,que ca soitau nivæu du siteou des sallesde contrôle.

t52

ACCESSOTRES 153 Les ConverlisseursP / | et | / P (Pression/ Intensitôet lntensité/ pression) Rôle: Les convertisseurP / | sont utiliséspour convertiràn 4-2OmA les signaux pneurnatiques (fovenant par exempled'un procédéen atmosphère explosibleldans le butde les transmettre à grandedistancsou de les utiliseren réguldionélecrrônique (surloutnumérique). Lesconvertisseurs | / P sontutilisésdanslout€sles bouclesde régulation 6lecùonique dont l'actionneurest pneumatique. Le convertisseur I / P est sowent indus dans le positlonneur de vanne (lesquellesp€uv€ntd'ailleursètre fourniesavec des motorisalions élecrriques). Pourutiliseravecde I'insûumentation pneumatique, les puissântsmoyensde calculet de régulaiondes processeurs numériques, l€s construqtzurs livrentdésconvertisseurs P/let UPmontésen'rad E = 2 0 0 + 1 0 0E ' ==> F = 100 - 80 F' - rE CARNETou RÉGLBJR

r R7

158 Le sQnafde sortiede I'opôrateurdoit, lui aussi,ôtre écriten 'êchdle nomtalisée'. Qalculen "échelle normalisée' Dens l'exemplechoisi, d'ar.rtresméthodesp€rm€ttraientd'arriverplus simpl€ment résultat,maiscelle.ciprés€nt€l'avantag€d'ôtretràs générale. Addhionde deuxdébits: L'opérateurutiliséest un sommateurde signaux4 - 20 mA (symbole: X ) Sortie

Lessignauxvenantdesdébitmètres sont: débir Qr signal E'l

débir Q2 s ! gna I

LZ

L e d é bi t débit roral signal S

0 ur3/h

50 mr /h

4 E A

20 EA

0 m3/h

70 mr /h

4nA

20 nA

toEal, Ql + Q2, est : 0 or/h

50 + 70 -î2î-rrr

4 mA

/tr

20 ûA

L'opération à etfectuerest : o toral= Q1 + 02 Nousvenonsd€ voir que les signauxd'instrum€ntation n€ permenentpas une écriture aussisimple: l'équationde l'opérateurseradu typ€ S = K1 El + K2 E2 où K1 et K2 sontdeuxcoeflicients réglablesprévussur l€s enlrê€s.. L€ oroblème esl: à quellesvaleursfaut-ilréglerKl et K2 pourqu€ I'addition des signauxEl et E2, représ€ntant les débits 01 et 02, donna le signal S représ€ntant le débittotal? La mélhodedes 'échellesnormaliséets" permetd'écrireen signaux(E1, E2, S) qui doitêtreetfectuéesurles grandeurs l'opération (O1, 02, Ototal). "automatiquem€nt" Les coetlicients (Kl, K2) apparaitront au coursdes ca.lculs, il n'y a pas à les écrireau départ.

-La..m.éthç-d-e: 1l Ecrlreles "éôelles normalisées'd€s entréeset de la sortie

L'enlré€E1 s'écrit E1 = 0 + 50 E'1 158

ou E1 = 50 E'1

ACCESSOTRES 159

L'entréeE2 s'écrit E2= O+ 70 É'2 LâsortieSs'écrit S =0+ 120S'

ou E2= 70 E'2 ou S=120S'

2l Eqire avec les "échellesnormalisées",l'opération à effechrer: Qtotal= Ql + Q2

ou

S = E1 + E2 dêvient.

120S' = 50 E'l + 70 E'2 3/ Sortirles coefticientsde proportionnalitéet les polarisalions: dans l'âluation ci(120,50 et 70) dontun sur la sortieoù il n'estprévu dessus,il y a troisco€tlicients auorn réglage; par ailleurs,les coefficients doiventavoir,en règlegénérale,des vafeursdus pedtesque 1. ll taut donc "arranger'l'équation: 120S' = 50 E'1 + 70 E'2 12 S' = 5 E'l +7 E'2 5 '" . -- 1 2r ',' ,

* l7e'z

d'où,W Cette équalionmontreque pour obtenirla sortieS souhaitée,il faut multiplierla premièreentréepar K1 = 0,416et la deuxièmespar K2 = 0,584avantd'en faire l'addition. ll n'y a pas de constanteà alouter,doncpaS_de__?O/AfUated (si ellessontpréwes sur l'appareil, les metfe à la valeurzéro) Remarques . Sur les opérateurs le réglagedes coefficients se fait par analogiques-él€ctroniques, moletteou par vis (voirles notices). . Le calculdes coefficientsest parfoisnécessaireavec les opérateursnumériques simples,mais généralement, l€s calculssont etlectuésaprèsconversion(sur chacunedes sntrées)du nombrede mA en nombrede m3/h et l'addition des débits se faitsansoroblème. pré-r{;|éspar le constructeur. . En pneumatique, les coef{icients sonl habituellement lls peuventètremodifiésmaisdansdes proportions assezfaibles.ll convientdonc passer de lescalculeravantde commande de l'appareil. Lescoefficients n€ sontpasaffichables, les r{;lages se fonten amenantla sortieà prendredes valeurscalculées(avecdessignauxd'enféesimulés). V_êd.tiç*{_iqndp.S..h.*r_un9_ûs_decalcul ll n'estpasnécessaire (encoremoinsla {açonde les calculer de connaîtrelescoefficients l) pourvérilierque le calo.rls'eft€ctuenormdemenl. ll fautsimulerles signaur d'entrés(détendeurs ou générateurs de courant4 - 20 mA et (manomèfe mêsurerla valeurde la soriie ou m€surede courant4 - 20 mA).On donne des valeursaux entré€set on calculequelledoit ôtrela sortie.Quelquesrèglesde trois suffisent.

J. M VALAI.JCE . LE CARI*IETOU RÊGLEUR

159

160 Exemde : addiùonde débits o #

Q1

2

5

404

5

12

0 n! /h 20 EA 7 0 Br /h

a?

20

rnA

r o È a l' Q t + Q 2 0

30

60

90

1 2 0 u 3/ h

4

I

12

16

20mA

{------ù---,.......#

Ql

0 m!/h

Q2

0 n!/h

Qr

5O mr/h

Q2

70 mr/h

V é r i f i e r é g a l e m e n t u n poinÈ quelconque, par exenple Q total 9 0 m 3 / h v e n a n Èd e Q l = 5 0 n ! / h e t Q 2 = 4 0 m t / h

Q t = s 0 mr /h

+ 20 me

Q 2 = 4 0 m!/h

+

9,14 + 4

+âjq

1 3 , 1 4r A La simulation

doit

Ql = 5Onr/h Q2 = 40 m!/h

êcre

:

20 mA

r 3 , r 4nA -t

Q roral l6 EA

I

Y Q È o r a l : 9 0 m r / h , l ' é c he l l e i n d i q u e 1 6 n À

't60

= 90 Er /h

161

ilmn I a n t a t û o n Quand il y a doute sur l'informationdélivréepar un transmetteur,le régleurdébutant intervientdirectementsur l'instrument; le régleur chevronnés'informe sur l'état du procédé,observe le raccordementde l'appareil,manipuleles vannes d'isolement , brel : il penseà l'implantation,c'est-àdireà a liaison€ntrele capteura le proédé. Faire que la grandeurque reçoit le capteursoit fidèlementcelle que I'on souhaite

g6néralesexistent pourraientlaire (ellespourraient existent (elles laire I'objet I'objet mesurer,estun art difficile. mesurer, difficile.Des Des règles règlesg6nérales d'un ouvragecomplet).Elles sont destinéesaux bureauxd'étudeschargésde rteursmais caoteurs mais le régleur réqleur intervient int€rvi€nt concevoirl'implantation concevoir l'imolantationde centaines centainesde capteurs Sur cene implantation, son rôle se normalement sur des

ne permettentpas un fonctionngment limite à signalerd'éventuellesanomalies corr€ctd€ l'instrumentde mesurage. mesuraoe.Là, il n'y a plus de règlegénérale,seulementdes cas particuliers,qu'il faut observeret analyseravec soin. : voici un conseil concsrnant l'implantationdes capteurs de A..tilfg..C.:ind.içetign pression, Depuisplus d'un siècle, les labricantsde manomàtresindiquentà leurs clien{s les siphons,les liquideslampons,les commentutiliserles robinetsd'isolement, pour Le tait les amortisseurs, etc .. obtenirdes résullatssatislaisants. séparateurs, que ces capt€ursde pressionsoientdevenustransmett€urs ne modifiepas grandchoseà ces conseils.Les catalogues des constructeurs constituentdonc une gxc€llentedocumentation le depuis sur ce sujet.lls sontlargementdiffusés(forcément, par pourra précieux lecture savoir-faire une r€mps!). L'instrumêntist€ acquérirun attentivede ces.catalogues. -,.---_\\

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S.rdct.u t-,.o.

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Srpca.-

------: Kv = 2,s '|66

Vannes 167 L'orificequ€ nous chercfronsdoit laisserpasser50 rn3/hsousla ÂP dê 4 bar. Quel doit être son Kv ? autrementdit : combienlaisserait-ilpasser si la ÂP n'étahque de 1 bar ? On peut faire le calculcommepour les diaphragmes: calculde k avec les données.O = k.fP- devient50 = k J-4d'où : ,, 50 ^ = T = 1 3

Puiscalculdu débitavec la ^P de 1 bar

o=2s\6F===>o =zs.{1===>e = 25m3/h Cet orificelaisseraitpasser25 m3/hd'eausi la AP étailde 1 bar.On dit que son Kv estde 25. précisesétant Lidéed'indiquer les possibilités de débitd'unevannedansdes conditions d'origineaméricaine', certainsconstrrrcteurs indiquantle débitd'eau en gallonspar minuteavecuneÂP de 1 PSI (vannegrandeouverte,commepourle Kv).

Gellon

'J.>.À.

\=J'

/O

ll

(t baril = i2 USAât) Yrnu!es

Ce débitparticuliers'appelle: le Cv de la vanne(coefficient de débitde la vanne.La différencenumériqueentre Cv et Kv n'estpas très grande.on trouveen changeant d'unités. v = 1 . 1 6K v La vannede l'exemple doitdoncavoirun Cvde 1,16x 25 = æ Lesmanuelsdes consructeursindiquentdes méthodesde calculdu Kv ou du Cv, pour les liquides,gaz,vapeurs,dansles condilionsles plusdiverses.Ces méthodeset d'un€ façongénérale,les calculsde dimensionnem€nt des vannesde réglagesont souvent judicieuxde faire appel au savoir-laire très complexes.ll €st habituellement (et à I'ordinateur) du construcleurou d'un centrede calcul.Touteloisquelquesdéfinitions, souventutiliséessontintéressantes à connaître: Loisde variationdu débiten fonctionde la coursedu claoet Le débitmaximumest donnépourla pleineouvortur€: @urse= | 00%.Avecla course 0ol"le débitest nul. Entreces deux extrômes,le débitpeutvarierde différentes façons, par exempleen Jonction linéairede la course,maisd'autreslois peuventôfe imposées par les variationsde formesde l'orificeda passageentrel€ débitzéro et le débitmax. Attention:ces lois de variationsde débit diles 'caractéristiques intrinsàques' I,|ASONEILAN J- M VALANCE

LE CARNFTDU RÉC,LEUR

167

't68 sontÔtabliesdans les conditionsd'essaisdécritesci-dessuspourles délinitionsdu Kv et du Cv, Cestèdire à ÂP constante( lbar ou 1 PSt ) 1/ Loilinéaire 90 80 70

oo 50 40

a a r conslante

30 20 to

o

to

20

30

ao

50

ôo Débir

70

ao

1oo

90

Le débitest de 10 lih à 10%de la course,de 50 l/h à 50p/dela course,etc ...parcontrs cet aspect sympathiquequid'ailteurs qu'à^P constante, n'existe casrès rare,cacfteun piège redoutable: la mêmevariationde course(perexemple ptus iO%en ouenmoins) enfaîne une variationde débittrès importanteen débutde course(r0o"/.dero à æ ) maistrès taibleen fin de course(10./o de90à too) .

zLp..i.é.se!:s-o.ur.ç.eilagq.(qu-.exsgneilie!!_e.l 100 90 80 70 aJ Eo U' i 5 0

à ^ P c o n st a n t e

3 4 0 /

30 20

ro

t

I 10

24

30

'lO

50

OO

70

AO

90

too

Débir

Pourune mêmevariationde la course,la variationdu débit6sl, en tous pointsd€ la courbe,à peuprésle mémepourcentago du débitprécâJent. Exemole : pour une variationde 'l C/" de la course: - entre20 el 30ôlo l€ débitpassede 3 à 4,5 La variationestds 1,5ce qui représente 1 o oI 1 ' 5 = s o %d e 3 - entr€g0 et 90olo le débitpassede 39 à 59 La variation€stde 20 ce qui représente : '168

Vannes 169

1 o o x 2 o= s ' r % d € 9 9

-

dansles deuxcas' [a loi linéaireauraitdonné C'eslà oresquele mêmepourc€ntage 5æ/"er'12,5r"de variationsd€sdébits.D'autres cours€-s pori'fà.-àeriô vâr6tiôns'Oe 'à*tii;ûàiàà diversesformes intiniaquesexistent.Ontrouveradansles catalogues correspondântes. de clap€tset lescâractéristiqu€s

çemd.ér.r.çtic.u..e..d.ç.!.e..v.enne.!ns-tel!.ée La caractéristiqu€intrinsèqu€êst établi€ par le constructeurdans les conditions variationsdu i"?iqràà.. C"J bnditions sont r'ar"rnentcellei de l'installation! Les lcis de 'ardêristique àeùii en fonalon de l.ouvertures€rontdonctrès différentes,on parlerade installée' G èatractéristiqueinstattéepeut être prévue par le calcul si tous les éléments Àecàisàirà"à câ calcul sont dnnus avani le montage.Après montage,elle peut être à ietàvgepar diversesmesures.En principe,il suffitdà releverle débitcorrespondant diversesvaleursdu signalde commande. e,

?a

Io

o {,

A

2 EI

Remarque:ceciest|ecasd.unevannequilermeparmanqued.air(F.Mune courbeinv€rse: vanneouvrantpar manqued'air(o.M.A)présenterait débit= 0 Pourun signalde 100"/" ce ralevén'estpastouioursévident: En pratique,surun procédéen @ursde production, vanneéquipée ôlectronique, pneumatique, - donner'oureleverunevaleurde commânde parexemple)' estfacile(surle régulateur ou nond'unpositionneur, de problèmenon plus,,maisce n'est - releverle débitsi il y a un débitmèrên€ posepas "astuces" : par exemple,mssurerdes pastoujoursle cas,éouveniit tâuOratrouverdds en amontou en aval' iemosde variationde niveaudansun réservoir le procâié.afind'être concernant - il faudraaussireleverun qrandnombrede grandeurs de d'unediflérence ob.grv-é"entredeuxdétits provientuniquement sûrouela différence signalde commande. peuv€ntêtrelaitesæur diverspornls obs€rvations A lorcede patience,ces dif{érentes importanles,ces relevéssont ctu procédé.Dans les installations d6 fonctionnem€nt etleauésau coursde'campaqnesd'essais'audémanagedu ptocâJe' possibleest insralléàla plus linéaire En régulationclassique,LnË caractéristique la En rq?ulationnumériqu€, satislaisantes. pourobtenirdàs perlormances souhaitable peut €n on maissi elleesl.connu€, a moinsd'importance, formede cgie caraaéristique encor€amellore€s. seronl 6n la rêgulation performances de t6nircompt€,les J. M VALANCE - LÉ CARNÊT OU RËGLEUR

'|63

170 Entretlendet venne, : Lesopérations d,entretien sontgénéralement simplæ: s'etteclue€n dérnoitantre chap€aupfesse-étoup€ ll"jl1" et en montantun t/orant se manoeuvresur la tge du dapet 're remp'acement d6soaryr". de presse-étoup€ '--.- .p€lJtnécessiter redénrontage de h îrotorlsatlon s'll s'agitdianneaux non tendus. -.repesse-ébup€ddt àtresené -r'e'"r de surfacede ra tige à h main de crapet -r -' est --' prirnordiar pour une bonne étanchéité r! "'ry'r (polissageou remplacemeni). Réglages: Les vannesne co.nportentque deux réglages: 1/ tensioninitialedu ressort 2/ la longueurde la tige du clap€t Modeqoératoire.: t' ,'l;;l"onteillé

de commencarpar faire te croquis(a, b, c, ou

d) de la vanneà

2/ Dégagerlargement g-"11ry!_O:son,oè.g9. en vissanrou déùssanrta tige (dans rescas b et c, c€ne opération serafacirîéeen apprquantune pressionsur ra membrane).

i Æ'ji?il",ffi

170

duressort) ,Ti?lJ:.,*ï:,1*ïilï

Vanneg 171 Posilionneur

BêIe:

d'asservirla coursedu clapetau signalde l]Fdtionneur est uh dispositfpermettant comrnande:

d'unsystèmeasservi,de plusil permet: apporteles avantages Le positionneur pn€umaliqu€ par un signalôl€cirique . La commanded'unemotorisation du gtandatd200' diflérentes à despressions du s€ryo-rnoteur . Le forrtionnement statiques) 1 0OOmbâr (casde fortespressions vannes(split+angel deux Encascadede . Le fonc{ionnement à cames) de la vanne(positionneur . La modificdionde la carætéristique peutintroduire un petitl€mps mort que le positionneur Toutefoisil taut remarquer de débits. particulier régulations sur les gènant, powant en Ôtre suppl6mentaire

.Çchâma.C..vn..çe.ç.ltien0.e.u[.p.o.e.ume$.q!.e..à..b.algnç.e.d.e..fer.ç

P..ç.silisone.vr.llP 1 2 3 4 5 6 7 8

Aimant Plvot,lamellesflexibles Ressortde zôro Buse Flêaude la balancede forces Relais Ressortde rôaction Réglagede réaclion

} M VAI.NSE

t

- LE CART€T OU RGGLELN

-

171

172

P.csitipnn ç.ur..à car.u to.&lqrrr

à Acrb

Olr.et

Oifrara|.t

È.ltldnr

a ^cdc

hr-r.

i..a.n



*'ïË:."---

Et 'âîil

r r tE Ecà*''tr.'r X':J:: o^Tffi,.,

d'obtenirdes caractéristiques linéairesou 6gal ainsique l-acam€perm_€t - pourc€ntage la commande linéairedesvannesen cascà€ (splii*ange). Elle peut aussi ôtre taillée par l'utilisateui-pour iéiondre à des applications ' particulières : linéarisation de la carætéristique in-stall6e. Réolaoe dss oositionneurs 1/ Réqlege de linéarité: réglag€ do la géométriedu systèmepour que la relation: Déplacement du . dapeVTension ressort,soitlinéaire

a

. faire conespondreles valeurs extrèmesdu signal de commandeavec la longueurde coursedu clapet.

3 Réglagedrt 2Cro' faire correspondre.laposition'vanne fermée' avec la valeurdu signalde commandecorraspondant. En généralces rôglagesdép€nd€nttortem€ntles uns des autres.un exarnenattentil de l'appareilet d€ la noticedu constructeur,perm€ttrontde dôgagerdans ô4ue cas, l€ modeopératoirole plus etficace

172

Vannes 173 Cavitation

qv.ç un.erqane.dêndmqgàne : Analçgje :Toutesles pressions ATTENTION en valeursabsolues. sontexprimées I I

Cas de la caviation : Dansle corps de la yanne,il se produitle mômegenre dc va{ation de.pressionqu'au pass.rg€d,irn diaphragme.Or si la pressiondiminuebrutalement,les,liquidesne bemalifuentqu'à vàporiéer: si la pressionpass€par une valeurinférieureà la pression de vaporisationdu iquide, le phéromènede cavitation(bruits+ vibrations)s€ produit PI

Pv + formatlon de bulles de vap e u r l e x P1 o slon

trl*"r*

orssslon ds vaoorlsatlon

rr"" ortr""

(ou tenslon de vapeur)

qu1 dlsparal ss€nt

Annexepage 250 les pressionsde vaporisationde l'eauà diversestempératures.

du Cf : Définition Les condilionsde pressionpour lesquellesUn€Yann€sera soumiseà lâ cavitation sonl détiniespar le coetficientCf. ÂP critique= Cf2 (P1 - PV) Avec P1 = pressionabsolueatnont(barsabsolus) PV = tension de vapeur du liquide considéréà la tâmp6ratured€ l'écoulement(bars absolus). } M VAI.^AICE . LÉ CAF'\ET OtJFÉGLEI.T .

1 73

174 (noticeMasoneilan) Exempje_Cç.Celc'{ Conditione de service: Fluide: eauchaude170.C pression Pl : amont20 barsabsolus P2 : pressionavali0 barsabsolus M : débit60 tonn€s/h G : densitéde I'eauà la T" de l,écoulement 0,9 Pressionde saturation à 170.C Pv = I barsabsolus On utillseuneCAMFLEX avecfluidetendantà lermer, Cl = O,l (D= 80 mm quela tuyauterie Mèmedimension Cherôer les conditions d'écoulement : APréelle=Pl - P2 = 20- 10 = tO bars Doncpasde vaporisation à la sortiede la vanne,Maisdansla vanne? AP critique = ç121P1- PV) = 0,49(20- 8) = 6 bars pl s 20 bars

..

.._

P2:10 bars

Pv I

bars

La ÀP vanne(10 bars)est plusgrandeque Âp critigue: il y auracavitation. Lorsqu'ellesst vraiment inacceptable,la cavitationp€ut être évitée en utilisant plusieursvannesou une vann€multi-étagée.

174

Vannes 175 Autres actionneurs Uactionneurd'une bouclede régulationest souvêntpneumatique, mais ce peut être aussi une commandeélectrique: vanne à motorisationélectrique,commandede puissancede chaufteou commandede vitessed'un moteur. Lesmotorisaûons électriques de vannespeuventdévelopper desforcesde 5 à 40 kN. : Çommanded9 pujssance-parth,yristgrs L€s unitésde puissanceà thyristorssont utiliséesen monophasé ou €n triphasépour des charges résistives (chaulfage électrique), éventuellementinductive (lransformateurs). Deux types de lonctionnement: en train d'ondesel en angle de phase, les deux peuventôtre combinés. La documentation du constructeur CORECIcomportedes explications très daires sur qui plus que ce sujet relève des compétencesdes électriciens de celles des instrumentistes. Commandede vitesse: Les variateursmécaniouessontcommandéspar des motorisations identiquesà celles des vannesautomatiques. Les variateursélectroniques de vitess€des moteursà courantconlinuou des moteurs synchrones relèventeux aussides compétences d'un électricien bienque le signalde commandesoit issu d'unréoulateur. Corps . t Boîtier T-i;-------- ,--I vonne oe regroge Ploquesignoléiique .2 ê!9qr!eue_

l

__

Ploquetted'obturotionpour régloge des fins d: course 2 Moteur 3 Rêducteur Embout d'orbre du réducteur 4 Vilebrequinen 2 porties. 5 Bielle(sonsressort) ( p o u rt y p e 5 8 2 1 ) 5 . 1Ressortd'occouplemenl 5.2P i è c ed e v e r r o u i l l c g ed u r e s s o rd t 'occouplemeni Bielleovêc ressort (pour iype 5822) ô . 1 Ressortd occouplement 6.2Piècede verrouillogedu ressortd'occouplement o . J Ressorlovec -J

ergot d'enlroînement de retouren 6.4 Ressort positionextrème 6.5 Guide-ressort 7 Repèrede course 8 Volont 9 Poussoir l0 Monchonde roccordement

SAMSONREGULATION

.I- M VArJAÀICE

LE CART€T OCI REG-ÊI.R

175

179 RÉGULATEUR

Ré uIateun et avant1,réguleteur étail le nomdonn6à lout A l'origine( ar d6butdet'ke indultrielle rlSullrr,?agla' d'un apparàitdevantassurer la mardp AUTO ne doit pas 'en produire de variation de la sortie. Si c'est le cas, la remise 6tat est indispensable. AUTO/MANU: la sortie doit prendre immédiatementla valeur afliôée par la commandemanuelle.

: .Ç.e.ç..narticu.fi .ç.r.ç.

certainsrfuulateurscomportentdes dispositilsspéciauxpermettantl€s transferts sans-à-coups. Le.passageMANU---> AUTOavec Mesureré Consign€est alors possiblesans variationbrutal€de la sortiemaisseulementsi le régulàeurest boudé sur lui-môme (ouen régulation). C€cipeutêtreobtenu,par exempleavecune suppression provisoire de la tonctionP. La sorti€varielenternent sousl'actionde l,intégrale et la mesure, boucléesurla sortie,reiointdoucem€nt la consigne.

Pour que le passageAUTO --> MANUse fasse sansà-coups,il suffitque la sortiede la commandoMANU soit égale à la sortie Y du râgulateuren AUTO. Ce qui est obtenu en o.bligeant la comm.MANUà suivrela valeurde y (seulementsur Àuro, évidemment !).

La fonction dérivée Définition: la dérivée€n un pointd'unefonctiondu temgs,est la vitess€de variation de c€ttefonclionen c€ point..

h dérivéede la lonctiondu tempsx .dx

s'ecrnaf

€t , en régulation en 7o , s'exprime

^ f comme fr l..a * J

x er+

sont dos symbolesd'opérations mathématiques

t (En)

188

189 RÉGULATEUR

.trac€rla tang€ntgen cs Point

decsttearoite.:fr lap€nte .m€sur€r exemole: tangenteau pointA , la droiteva de 19%à 41% en 2 mn 61=41 -19=22T" Àt=2mn oJ = ZztZ= 11yopar mn ^t

S = r rz .lrn a u p o i cn:t l 3 # " = = ' $ = t o " z " / t n

a u p o ia n 't $ = $ = o

exercic€: calculerles dérivéesau point A , B et C de la fonctiondu tempscidessous:

I

0

A S=o

f=o

t

9/"

C

S=-

ï-=

t (I'III)

0 divisêparquelquechosec'estencore0 par contrediviseroar un nombretrès oelil comme0,00001(ft-itôô') c'€stmultipli€r oarl'inverse(10 000)et ça donneun nombre tràsgrand. ( - estle symbolede infini) I

-

-co

Oérivésdrclchehn:

J. M VALANCE

LE CARNET OU FÊGLEUR

189

190 T (q/o)

t(nn)

La dérivéed'un échelon( 0 , "ô , 0 ) est une fonctionmathématique compliquéeconnu€ sousl'appellationIonction de DIRAC".

" n o ,$ = o , e nBr # = - , " n c: $ =o ,e n D , * = - d'oùle graphique:

1(En)

Dans la pratique,l'infini ( oo ) ne dépasse pas 1,4 bar ou quelques dizainesde mA !

Dérivée.d'ung fonctionliné?ire:

x (o/o

30 20 t0

3

Représentation oraohique des.!'ariatio0s de la défivée:

190

l(ttur)

I91 NÉGU.ATEUR

@ RégulateurP+l+D LalonctionD s'ajouteauxdeuxautres

tff Jtx-wldr+ Kp.rd{$JryI Y=YorKp(x-w)

noté Ta : coefficlentde dosage de la d&ivée' il s'exprimeen mn (quelqu€fois Tv)

K p . r.a# ' * ' #

c. P + | + D apparaitsouventUnco€fficient d'unrégulateur : Dansl'équation Remarque

Y =Y s* a K p x* F , I t d r + K p . t # crindiqueque la dérivéernodifiele gain. maisce n'estpastoujoursle cas. en théorie, o = 1* de Td: Vérification La dérivéed'une rampeétant un€ constanle,il est commodede générerune ramp€ sur l'entréemesure.

yry

gain Lâ lonctionintégraleest éliminéêpar T1 plusgrandque 50 mn (ou 0 Repimn)..Le le sensde la variation. Kp p€utôfa québonque.Direa ou Inversechangeseul€ment Pourgénérerune rame,la méthodela plussimpleconsisteà utiliserun régulatzurP + | intégrantun 6chelon.

La pente (évolutionni trop lente, ni trop rapide) est réglablepar : . l'arnplitud€de l'ôcart(X - W) . le gainKp .Ti La pointede DIRACpeul être éliminéesur le régulatarrP+D en le passanten AUTO seulementaprèsl'échelon.

.t- M VAI.ANCE . LE CAFN€TOU FêGI-ELN.

191

192

ldaûielJaliem:

ê.aee,tltcer'r.re

pXo Rre.Lbci

c.jt..

- afficherle T6 à vérifier, - faire un échelonsur l'enfée du régulateurP+l - enregisùerla sortiede P+D - taireTd = 0 - mesur€rle.tempsque met la sortiepour retrouverla valeurqu'elle avait au mom€nt où on a fait T6 = 0. Ce temps doit être égal au T6 affichéquel que soit la pentede la rampe,quel que soit le gain et en Directcommeen Inverse. Schéma:

t

192

PROCÉDÉ 195

Fnoqédé à suivrepourobtenirun résuliat le t€rmeprocédé désignela méthOde Normalenrent bræédé de fabrietiott'd'unprduit), àais par analogieanecle teme anglaisiprccess' a quel€ régulateur lËsgensde rôguldiondésigàentpr procqdé.lanartied1nstal6tion définition : notre dbÙ pouimissiondà conduireautomatiquement, Procédé : lout ce qui se touve entre I'eotrég-deJ3cliqmetJ[et la sgÛiÈdll-capleuL' lransmetteurm€s{rftntla grandeurà ré91er. Etudedu orocériéen vue de la réculation [email protected]: FOUA !rJ

r,xi

!

;

,

des fluidec Schémafonctionnel : circulationde I'infoIm$.tion Schéma Éel : circr.llation Pour le choix de I'actionneuret son implantation,pour le choix du transmett€uret son de coànaitrele procédédansles moindresdétails(les imgantation,il est indispensable de la tuyaderie'...) pirysiquesei chimiquesdu produit, les caractéristiques tôprieiOi 'rnais ,t,âtu:de'diprocé peftJrbatiorrs

gxfndf : Sch6rna fmcrionnddulour ao

'f{

h q)+.1

!c

o

o .-t

.lJ

|t|+J rr'-l

o (â o EO

'd! 'CJ li

l{

or]

+l O{

E

o l{ '-l N

o'!

>bl ar!

Vanne fuef

Températute ptoduit

Question: m€tfe sousformed'un schémafonctionnelle procédé"niveau,, ci-dessous débit

d'enttée

n l veati

Bâpp.nçe: débit

dtentrée

Vanne débit de sorÈie

jusqu'oùp€ut allerla ditférenceentrolos schémas: I,ENTREE Remarquer sur le schématonctionnelest la commandede sortiesur le scfrômaréel. 2. Réoonsedu orocédé Pourétudier le comportementd'un rôgulateur,nous avonsprovoquédes variationsde I'entée X et cbsenréce qui se passaitsur la sortiey ( page179) 196

.v_

197 PmmmmmmmmÉDÉ

téguTateut

De même pour étudierle comportementd'un procédé,il iaut provoquerdes variations d'entréeet analyserla "réponse'du procédé,Cest-àdireles variationsd€ la sonie. Attention: - Entréeprocédé= sortierégulateur - Sortieprocédô= entréerégulateur Donc il est commods d'observerle procédédepuis le régulateur,mais SURPOSTnONMANU.QlR9 REGULATEUR \'/

Si le régulateurest sur AUTO.,la boucle est boucléeet la réponsedu globalde la régulation! procôdôlisparait dâns le forrctionnement 3

.

:

trouve de lui-mêmeune nouvelleposition Si un procâdéà la suite d'une perturbation 'naturellement procedé stable". que c'est un d'ôquilibre,on dit procâJé a besoind'une action€Xtériourepour relrouv€r une nouvslle Par contr€si le instabl€". positiond'équilibre, on dit qu'ilest 'naturell€ment Pour illustrerces notionsd'équilibreet d€ stabilité,il faut imaginerl'éqgiliblgd'une billedans.ou SIJLun bol. STABLE

La bille a trouvé "naturellemenE" n o u v e l l e p o si t i o n d ' é q u i l i b r e

(\"/

INSTABLE

a\

une

La biLle ne Erouvera pas "naÈurellemenÈ" une nouvelle position d' équi I ibre. )

du esl en ôquilibre,un€ petiteaugm€ntation exemple: Dansun four où la température limitéede températurequi va OOOif Oe combustibleentraîneilne augmentation 'stabiliser'à une valeur plus élevée.De même,après une petitediminutiondu combustible,la temp6raturôva 'stabiliser'à une valeurplus taible.Ce procéd6est tâturellementsta e. Noterl'utilisâtionde 'petite' : si la p€fturbationesl tràs importante,la bille sort du bol ...! Aulre exemole: Dans le 'niveau' de l'exerciceconigé, une augmentationmômep€tite du dôbit du débitae-aôrtie,si ellesn'est pas comp€nséepar la mèmeaugmentation d'entréo(ælion extériarre) entraîneraune baisserêgulièredu niveauiusqu'à ce que instabl€. le bac soit vije : ce proc6dôest nâtur€ll€ment

.F M VAI.ANCE

. LE CâAiIET OU RÊG.AJR .

197

198 4. Obtention des réoonses des procôdés ;

importantes, c'esl I'opérateur' qul aura la responsabilité !r_l !?. installations. de provoquer une vadationsur le.signalde coftmandede factionnaur-dariaiion sur la commandemanueile); re rôre-durégreurest d'observe;Ë-Ëpb'Ë;-inàr", ,t chronométrer, ou enregistrer, les variation-s de h mesure).

zl U-

+--

proc.NaE. Stable

,T l-J-

proc,Nat.InstabIe

-

5. éludedes réponsesdes proédés naturellementstables:

.répcnp..ç...d.u...Ip.r.çmi.çr..p.r.C..r.ç.ll: Vawr-

Y(t)

é (rr...) exglicationmath, page 253

c'estla réponse idéale: p€rmetd'espérer uneréguration parfaite et cefleque, TF^.q-ri biensûr,on ne rencontre iamals. pourtoutesres aurresformesde réponses des procédés F!:::n de.rérérence naturellem€nt stables. commeun cercleestconnusi on donnere centreet re rayon,ra réponsedu premier ordreestentièremenl déliniesi on connaitdeuxnombres : - le gain statiqueKs - la constant€d€ temps0 (thêta)

gain staliaue

du procMé est re nombrepar requeril faul murliprier lgt9.5.,.le..gain.statique ra variation de l'enlrée( icjaYcarl'onrée del'acûonneur esrv) polr obtenirla variâtlonà'esorrie (aX puisquela sortieest la mourr).

'

opérateur,exploitant, fabricant,... : p€rsonnesappart€nant au serviceresponsable de la produaion. 198

PRoÔÉoÉ199 ^€* i: :::.:. : . ^v.:.:.:

ÂX - Ks

AY

d'ou

. . . i , . . . 1

, .

{ l

: KS :-..:iî:.:.: ' : : : : : : . :: : . . l r . . : . :

glglnllg : le procédé est "stabilisé".La mesure (X) sst à la valeur 587" (valeursrelevôessur les indicatsursen taçadedu réoulateuren manuel ). On fait un€ variation sur la commandemanuelle,pâr €xemple, + 57o en passantde 47A"à 5?/". AY = 5/" 'un cortaintemps' à la valeur 6.4plo. La mesureaugmenteet stabiliseapràs AX=64o/o-58P/"=6/"

,r.Ç"F,

r"=!=r,z

Constânlê de lemos Lâ constantede temps 0 ("thÔta")est 16temps mis pour que la varialionde X atleigne 63% de sa valeurfinale. (explicationmath.pago 253)

Dansl'exemdeci-avant,le variationtotalede X estde 6%. g s€rale tempsmispourqu€X variede Afl

frx6%-3,6/" Enclencherle chronomàtreau momentde l'échelonsur Y et le déclencher quandX passeà la valeur(58%+ 3,6%)= 61,6%.Le tempscomptéest ôgal à0. Remarq.ue: 0 6st appeléconstante de tempscar sur un proc#é du premierordre,ce temps êst le mêrnequelleque soit I'amplitud€des variations: si les éôelons sur Y sont plus ou rnoinsimportants,les variationsde X serontplus ou moinsimportantes mais0 rest6le méme.

LomnsJgÉgense.: "stabiliser"à Le temps de réponse 6st le temps nécessaireà la mesure X pour nouv6au.En théorie,l€ temps mis pour atteindrela valeurfinaleest infini,mais en pratiqueon p€ut €stimerqu'apràsun t€mpsT, la mesurea cesséd'évoluer.T sera d€ 0 seraobtenu€en divisantT aggelâ'tempsde réponse..'Unevaleurapproximative gar 5.

l s =r I l -

5 |

t ..m.9.r..t te..C.u..1.er..c.r.C.re...e.v9..ç..Ig.mp IÉn.cn au La rôponse€st du pr€misrordre mais elle n€ commencapas immédiatement 'temps mon'. momentde l'échelon.Le tempsde retardt (tau)ost apgelâ

} M VA-ANCE . LE CARNETOU RECLzuR.

199

200

(^^)

Réo-onsesrée_lles Les réponsesréeilesrsssembrentprusou moinsà la réponseci-avant,maii sont en fait des S plusou moinsgrononcés.

(^ù

sur ces réponses,on fait une 'approximation, c,est-à-dire que|on cherchedes vareurs de 1 et de g qui donneraientune courbedu premier ordraavec t.rp. ,oi "..", prochede la courberéelle. : r.esr mesuréentrere momentde r,écfrelon ê0f:!?fb3!!raleeid, er r€ momentoù ra mesurecommenceà varier.Ënsuitera mesure du tempslusquâ ce quàià'iariation soitterminéedonnele tempsde réponseT 0 est ca.lorlépar e =l ; hoortanr : Pendant|observationd'une réponse procédé, de il ne doit pas y avoir d'auûeperturbationque r'écfreron ay ( raréponsedu procédéà ay * aruc * Amachin,no perm€tpas de calculerK. 0 et ! , t ). C,estpourquoila 200

PNOCÉDÉ æ1

prôs€nced'un op6rateursachantconduirele procédéen manuelest pr€squ€touiour indispensaUe.

Egnarqrs: K. , 0 et I sousla lormeglivante'.si on lait connaiss€nt Lesopérateursexpérimentés 'p'de plussw la vanne,il y awa'ç' de plussr la meswedans... minûeset il fan&a attendrà... sændes avanique la meswed&oile. Le réglzurastucieuxse fait uneidée t de Kr en divisant'F'W ta'et do 0 en divisantpar5 le t€mPsde r6ponseindiquÔ' estUensOrle tempsde retard. Touteloisil faut 3e rappelerque les opérateursconduisentpar p€tite3retoucheg à la fois,ce qui pan donnerune id6e sowent sui plusieurscomrnandes lmccessives grandeurs rechercfiôes. taussedes de la meeure,on Peut line : si on disposed'un bon €nregistrem€nt Aooroximation appliquerla méthodede v. BRoIDA'

Lx/

28Voêl &/o de la variationde X. Refeverf€st€mpst1 et t2 mis pouratteindre "1er que ordre+ tempsmort'la plusprochede la couôe MonsieurBROIDAa calcul6 cettecourberéellea pourvalarrs : 12 T=2'8tr-1,8 0=5,5(te-tr) €t AX le gain statiquese calotle Pa5 Dansles deuxapproximations, 6

.

:

Les procédésdont la réponseà un échelonest une rarnpesont dils"intégÊteurs' '

de Victor BroÏda (f) était, entrs autre, Présidentde la FédôrationInternationale grand hommage à ce l'Automatique.J-M.V. et D.D. sont ômus et fiers de rendre ingénieurqui a bienvoulules honorerde gaconfianceet de son amilié. J. M VALANCE . LE CARNETOU RÊGLEUR

201

202 09019 :

l = +

ÂX (7o)

at (mn)

€xemde : la m€sureal€mente de 107opar mn, a = 10 æelfrcient d'intégration :

a "=Tr i-

Le coefficientd'int6gration ti€ntcomptede I'amplitr.rde de l'écfreloncar, u€n str, la penteest plusou moinsfortesi l.6cfrelondstt importarfi. len ps tr'o,tt t (*tau')est le tempsqui s,écoule€ntrele rnom€ntde l,écfielond le mornontoù h mesurecommenoe à Évoluer. Les .grandeursk et t 3ont sutfisantgspour calcrrlerles coefiicients-de régulation, maisil ne teutpasoublle qu,unedrciteet un tsnps nnn: J constituent uneapproxirnation de h r6ponserâelle: a/

. 7. ldentificationde orocédé:

chercherà obtenirdes courbesde réponseprôcisesdans les conditionsde lonclionnement les plusdiverses,est un€opération'tràs délicatequi dcritassocierles automaticiens, les instrumentistes 6l l€s exploitants. C'ejt "l'identi.ticatign du p|ogédé",ellepermetd,établirun ,modè!e.du procédé,c,està.'direun€ équationmathématique dont la courbereprésentative ràssembleà la réponsadu procédé. Le modèleest plus ou moinsressemblantl Réponsedu procédé

''l er ordre av€c.temps L'approximation mort"fournitun rnodè16 assezgrossierrnaisles P.l.D et los techniques de régulationnumériquedôveioppéespar M. 1égulateurs

D.indeleux, p.aggue la réponsedu Érooètesoitrigodreusement'iàenfiqLe n'exig.enr à |a répons€du procédérôel(lespremiersparcequ'llsn'ontquotrolsrôglages réqlaoesKp, Ko.il et Td et les.s€condes_parce quieltes sontétùdié$iour). Lapfioximation-le? ordie+ retard est alors satistaisante, l'6tablissement d'un modèlétrèg ressemblant étanl une opération trèscomplexe. 8. ldentificationen automatioue: c€tte méthod€due à M. Dindeleuxest simpleet rapide,mais elle demandedu 'doigté' ==> réservéeaux_instrumentistesayani une boÂneoratiouede la rôoulatlon ou accomoagnésd'un ooéraleurcapabtedô reprendffi moment.

ProcqCÉ.$Jnatur.eltefl : lsnl slablQ.s

. stabiliser la mesureà la consignedôsirôe . régulateuren AUTO.avec T1=!g, TC - Oot Kp , une val€urau cfioix du régleur (le'doigté'fera choisirun Kç-.,-l donnedebons réeultasgur une lnstallâlon s e m b l a b l e) . . détermination du gainstatique(Ks) :

202

PROCÉoÉ æ

- faireun écùelonde consigneu % - enregisirer ou rel6/ersur l'lndicateur

€ = x - W après srabilisation

' pompage'etrecherôedu gaincritique(Kpc) faire de petit€svariationssurla consigneen augm€ntantKp entre chaque nouvelôcfrelon(les échelonssontlalts en + et en - pour rest€raulourde la consioned'exoloitation). Kpc eit la valeurde Kp Quandla mesureenù€en oscillations. t_egàî critiqu'e RJ-p.,,.t"t

É- cJt c lo'. W

___J("..",

--L_

-a L -\----w

'

_f\R .c ." -)

__J(R. e.".) È -u .=' : ; r K p c b

:

.:..:..

. rt ' . : : : : .

lo g.ainctitiqueKPc' puis releverla p6riodet 9n minutesou en second€set releverde Kp plus raisonnable(par exemple: Kp = Kpc/4) revenirà uhe naler.rr Rernarque: il est hatite d'obsenrerla gortiedu régulatanr: l'amplitudedes variations ô 1399-6;V €.t Kp bis plus grandeque I'amplitudedes variationsde la mesùreX. -r-M v^l-AÀrcE - LE C^$lEr 0u REGLAJF'

203

204

8.2Rr.çç#.âs..natpreltsment.i0qk$les :

, pas de recherchede K3 qui n'existepas . recfierchede Kpc comme indiguéeci-avant.

e llmillr: Lesméthodes d'essaisde proédés en MANU.ou en AUTO.,expos6es dansce chapilre,donnentdee réguhatssatisfaisants pour neul procôdéesdr dix. Restele dixiàmequi ne sera ni waimentstable,nl waimentinstabb'... dansce cas ne p€rs hésiter..àlaire pppel aux compétencessupérieureaI lt y a des problààes d'i Y - Yo valeurfrxe, Dggtlg|{eg-jgg3qfÊC poaidonede la vanne,ll taut X * W, atesuredlft6rentede la conelgne. On ne p€utobtenlrdegvarlatlona lmportantea surla yanneayec dea écartap€tltsque al le gain du r6gulateurest grand (ou la bande tropordmnde p€tlte). Plur Kp estgrand,plueles écartsX - W peuventôùe petits,maisl'augmentation du gginestllmûtéparle procédé. Surun pocédé'1er ordre+ tenlpsmgrf/alqLe_dgggln estdonnôepaf : pæédénatwellrn€ntrtebb:

f

1xe r "

procâdéneûJrellrnefit Inrtebb : .KD.'

=. a x r Il ' 7 - l*" 0.8

= :""-:k .

T

Kp : gaindu régulateur e : constantede temps ft : gain statiquedu procôdé I : ,"mps mort k : coetîicientdlntégralion(proc6d.Instab.) Àl ddà de ceevalanrs,le procôdô€nù6€n pompage æstablea touml le6 ilgndg : La réponsed'un procédénaturellem€nl lndlcallonssuivantes: Ko= 9'6 0=2mn otrelle sera la valeurthéoriqr" ;ï#

Kpmêd

1æ(0)

ffir

l, g,,indu rôgutat€ur?

1 _ 6p - 15

ou 'en bandepropordonnelle' : & - ]$ - e,ere

210

211 RÉGrJr-ATror.l

A[eo]ien:

. Pr.emièrement : cette valeur de gain est calculêepour une réponsedu 1'r ordre + temps mort , c'estune approrimation de la réponse réelle Le gain calculé risque de mettre la régulationen pompage- En pralique,on essayeraprudemmentla moitié du gain calculé(pourterminerpeut-êtreau double... ça anive). . .DeuljèOenlgn!: avant d'affichersur un régulateur,une valeurcalculée,il laut être sÛr que le repéragedes valeurs sur le régulateurest correcl. exemple : un régulateurpeut donner un gain de 20 sur la PositionBP= 1Vh

2 . 4 A c t i o nP + l

(continue) .-

I

L ' é q u a t i o n d ' u n r { T u l a t e u rYP=+ lY: o + K p ( X - w )t f f. t ) / t X - W lA

rnontre:

d'avoirY * Ys avec 1/ que la lonctionintégraledonneau régulateurla possibilité X = W de W 2l quela loncton intégralefait varierY tantque X est différente (page183 : la sortiecessed'évoluerseulementsi X = W). Donc une régulation P + | p-g9!-9!-!9Æ$-g!19 stabiliseravec X = W : l'action de l'intégraleest d'obligerla mesureà rejoindrela consigne. Réglage: l'intégralefait que la sortiedu régulateurévoluedans le temps.La vitesse d'évolution -peut être dosée par le coeflicientT1 (en mn), elle doit être du procâié. adaptée-âtâvitessed'évolution Pourun procédé"1erordre+ tempsmort"on aflichera:

frj=ol ll faut diminuerun peu le gain,la valeurlimitedevient:

e l-l l-e laî R;l On instablessont eux-mêmesintégrat€urs. Les procédésnaturellement pourraatficher'. _

t r i =4 T

2 . 5A c t i o n d é r i v é e La lonctiondérivéetient complede la vitessede variationde la mesure.Elle pas si la mesurevarie lenlemenl,par contreelle donnede tortos n'intervient : variationsà la vannesi la mesurevarieraoidement

} M VA.ANCE

. LE CARNET OU NÊGIAJR

2't 1

212

actiondérivéelorte (les variations sont petites mais brusques)

actiondérivéefaible (variations importantes mais l€ntes)

L'acliondérivée est intéressantesur les procédésprésentantun temps mort important.On peut introduirela dérivée progressivement, théoriquement,il faudraitafficher sur procâiés naturellementstabl€set instables,mais en pratique,la dérivéedes parasitesde la mesuredevientgênante("à-coups'zur la vanne)bien avantque cettevaleursoit atteinte. 3 . PASSAGES MANU./ AUTO.FTAUTO./ MANU. Pour que ces opérations courantes n'apportenl pas de perturbations supplémentaires il est bonde se rappeler: dansla régulation, 1/ Pourpasserde manu.à auto.,il fautconsigne= rn€sUre(W = X) Z Pourpasserde auto.à manu.,il fautque la commandemanu.soità la valeur de la sortieauto.du r{Tulateur. C_efrnpqlelIe,.€. : dans le cas 1/ il est évidentque, s'il voil un écart,le régulateur agiraimmâJiatement. Ouand à Z, de nombreuxrégulateursactuelssont équipésd'un disposilifqui obligela commandemanuelleà suivrela valeurde la sortieautomatique, ce qui permetun transfertsansà-coups. 4. MISEEN SERVICE D'UNERÉGULATIoII

4.1 instructions de mise en service d'une boucle simole 1/ faire un schémafonctionnel

i

i

pour retrouver Un croquisest souv€ntindispensable un endroiten villeou en rase campagne,pour ne pas faire un se perdredans un dédaled'automatismes, premiàrs prâ:aution. les croquisest la Dans deuxcas, pas partir avantde savoiroù il ,autallerI ne

" stable? Z Observation : - procâ1é"naturellement "nalurellemenf -procédé instable? (la suile élant prévuepour un procédéstable,il faudrala modifier légèrementsi le procédé€st inslable. 3 Conduiteen manu.: N vérilierle fonctionnement de la vanne(en commandemanu.avec l'aided'un collègue) (200mbar,4 mA) Al vôrifierle lonctionnement du lransmeneur Cl la pompe,le débit.etc ... 212

RÉcul-ATlot{ 2'|'3 €n conduitg D/ amenerla mesureaux enviroosde la consignechctisie, avecl'aided'unopérateur rnanuelle etc : charge,t€mpérature, de fonclionnement Et releverles conditions Si ces conditionschangentpar la suite,les rfulagesd€vrontôtre rnodifi& ( Page217). faire un 'échelon' sur la vanneen Ft la mesureest stabilisé€, MANU. cornmande I etT de la m€sur€ Chronométrer Gl

vérifierle sensd'acliondu régulalêur a été droisi Fermepar Manqued'Air,ou Olvre par L'actionneur du signalde Manqued'Airpourdesraisonsde sécurité(l'abserrce pas provoquer unecatastrophe). ne doh comrnande Pour choisirle sensd'actiondu régulatzur,il taut se poser la quostion: Si la mesureI pourla retenir,faut-ilque le signalde (Y)l ou J ? commande

: comptetenude la sécurité,il y a 99 chancessur 100pour B.gm.afgUg quele régulateur soitINVERSE. Hl

afficfrer Kp='ll2 Kpthéorique Tt=0 (ouTn)

Ta=o

(ouTv)

Faireconsigne (W) = mosurô (X),passeren AUTO. 4 Testsà etfectueren AUTO. : Faireune petitevatiationsur la consigneet observercommentla mesure rejointla consigne: Si la mesurà rejoint la consigne sans dépassem€nt,K p €st probablementtrop petit,un léger dépassementavant de rejoindrela indiquentun Kp trop êonsigneindiqueun Kp correct,des oscillations grand. Faire les variationsde consigneen plus et en moinsautourde la valeur souhaitéeParl'exPloitant Après cfraqueretouchede Kp, vérifierpar'un échelonque le nouveau gain n'est pas trop lort. Ôes essaissont lacilitéspar l'utilisationd'un enregistreur(unevoie pour X, unevcie PourY). I Recherchedu coefficientde dérivée(fa ott Tv) : av€ctempsmortimportant(20 s el plus). S€ulorn€ntsur les procÔdés AugmenterT6, faire une variationde consigne,observsrla m€sureet suàoutla vanne: si la mesureest parasitée,la sorlieva s'agiter,si la v'ann€s{ritle rnouvemenl.elle s'us€raùès vito. S Ta apporteune amélioration,continuerà augmentersinon retour sur une naleurdus fiaible. J- M VAIIAICE

- LE CAFUIET OU REGLEUR

213

214

4.2/M!Se.*gq..çp..ty.i.c.-o__dlsne_rég u_!s..tj.çn .mir.te Les schémas(réelet fonctionnel)sontceux de la page 208

. Pourla sécurité,la vannelermeparmanqued'air ( F M A ) :

Y 2 æ Vanrn : fennéc

100 nbar ouçÊtÈ

. Sens d'actiondu rfuulateur de température: quand la température1 il taut fermer (un peu)la vanne,doncdiminuerle signalde commandeY, XÎ

YJ = lnverse

. Le sommateur ne doitpas modifierce sens,ni la valeurde gainafficfré.L'entréeEe seradonc affectéedu signe+ et k2sera régléégal à 1.

M!s..e..e.n..ç.çLvi.çe.dp-.1ç..b-o..qdp..T-e..m.ée.; Danscefie phaseet tant que k1 n'estpas calculé,le débitde produitest seulement indiqué,il n'intervient pas dans la régulation(l'entréeE1 est neutralisée ou le sommateur est by-passé). La miseen serviceest donccelled'unesimplebouoe. Réglagede !a chaîneouverte: Le rôlede cet aulomatismêest de fairevarierle débitde combustible en prooortion du débitde oroduità chauffer. Le débitde combustible est commandépar la sortieY du r{;ulateurde température, le débit de produit€st indiquépar X1. Pour comprendrele rôle de l'automatisme, imaginonsque la température soitbienstabilisée. Un relevénousdonneY = 50%et Xf=60%. ll apparaîtune perturbation : Xlpasseà 67"/o.La température va diminuer, pourla ramenerà la consigne,la sortiedu r{Tulateurévolueet stabiliseà nouveau à 59/". Donc pourcorriger7"/ode >qil a tallu 9"/ode Y. Si dès l'apparitiondes 7% de plui sur le débit, il apparaîtg"/ode plus sur y, la températurene changerapeut être pas ?! C'estdans cet espoirque le sommateur est ulilisé. Généralement la grandeurrégléevariequandmême(le tempsde réponseà la grandeurperturbatrice est rar8mentla mêmeque le tempsde réponseà la grandeur de réglage),maisla variaùonpourradanscertaincas ére trèsanênuée.

214

RÉGU.ANON 215

4.3 M!.ç-o_..en...ç-e.ry!.cs*..d..1p-nç._.r.é.gs.[elio-n..çeg_c..ed..e Les deux montagesde la page 208 sont sous l'aspect théorique,assez semblables: ils sont constiluésd'uneboucle à évolution'rapide' pilotée(consign€ €xterne)par un€ boude évoluantplus lentement. La boucfe interne (la plus"rapide) sera mise en service et testée la première(sur consigneintêrne).

Aprèscommutâtion sur consigneextern€,elle sera vue par la boucleprincipale partie comm€faisant du procâCé.La boude principaledevientune bouclesimple.

Unerepriseen MANU.partiellepeutêtrefaitesur R2 par Remarquerqu'unerepriseen MANU.sur R1 élimineles deux régulateurs, (si contresi elle est faite sur R2, le régulateurR1 reste en service la boucleR1 lourne'bien, ce seraitdommagede s'enpriver!)

5 - C a s o ar t i c u l i e r s Si le schémafonctionnelde la régulationque vous devez mettreen servicene figurepas dansce chapife,soyeztrès prudent,il pêrrts'agir: - d'uneerreurde vofe part, - d'uneerreurde c,onceplion du bureaud'étud€s, - d'unerégulalionmullivariable. Dans ces trois cas, n'hésitezpas à laire appel à des compélences (voirpage 204). supérieures

"F M VAIINCE

. LE CAFINETDU REGLA.]F

215

216 6 - Régulationnumérioue

,\CTILr\Nf Ufis

, :

-)2,

( r--------'t

t

-

-----E-------i=-

\

l

ff

l.E.S.= Interface EntréesSorties p€rmettent Dansun premiertemps,lestechnologies de réaliser et systèmesnumériques des régulations eux-mêmes P, I et D très perfectionnées. identifient Certains€nsembles ' le procâCé, calorlentles coetficients Kp,T1etT6 les mieuxadaptés... et s'enservent! Ces améliorations mais ce ne sont que des technologiques sont très appréciables, recopiesd'appareils baséssur les tecfrnologies tradiùonnelles, il y a encoremieux! ... commele montrentces extraitsd'uneconférence de Monsieur : DINDELEUX B.Q.O.: RéoulationQualitativeOotimale 'Le développementdes tæhnotogieset systèmesnumériques impliqueune remiseen ause des conceptsdassiquesde régulationliésà l'utilistion des tedtnologieset de I'instrumentati on analogiques. Depuisque lesélætoniciens, puisautomaticienss'intéressent ou à à I'asseruissement proportionnel (P), la régulationdes systàmes,les algorithmesfonaions) de type Noponionnel et intégrcl (P.l), propoftionnel+ intégrcle + dérivée (P.l.D) turent et demeurentenære lesplus utilisés.

Que le régleurs€ rassure: de lels appareilsne lui retirentpas son travail... au contraire,en facilitantla régulation,ils lui donnentun développement considérable, ce qui signiliebeaucoupd'activitéssur les mesureset les actionn€urs! 216

217 RÉGULATION La simplicité et la ctmprâhension physique de cas algorithmesen sont les avantages princip.ux, ce qui expliquem grandepartie leur succàs. Mais I'avènementdes technologiesnouvelles (systèmes de conduite à micro' processeurs et calculateurs numériques) nous Permet aujourd'hui d'ouvrir sensiblementle champ des possibilitéset nous amène à repenser certains concepts de Ia régulation,qui proposent des solutionsplus vastesaux proHèmes posgsp1!4 conduite des procédés industriels.Faut-il en déduire que les algorithmes Pl et PID serontafurdonnés ? ceftainementFs ... " et les limitesde la régulationclassique, lci sont mentionnésles inconvénients le fait que les coefficientsKp, T;, T6 sont calculésdanstoutesles essentiellement méthodes,d'aprèsKr,0 et 1, ou k €t 1, or ces grandeurschangentavec les variationsde chargeou de consigne. "L'effetle plus néfaste de ces variationsest sans doute celui qui modifie le gain statiquedu process. "pompage' si le gain statique Le calcul théoriquemontre que la régulation entre en double. Ce phénomène est bien connu par les techniciensresponsablesde la conduitede procédésà ùarge vaiable. ll est atorsadmis en pratique qu'un ajustementdes actons de régulation n'estvalable qu'autourd'un point de fonctionnement(en consigneet charge)puisqueI'identifrcation et lesréglagesd'actionssonteflecruésdansI'hypothèsede linéarité'. si elle permet de la R.Q.O.... une régulationest q9..e!!!eli.v..ç Suit la présentation (X) à un échelonde à la réponsede la mesure d'impossrcertaines"c*qlAqteristiqu*e"S de la consigne(W) et gpllgle si elle permetd'imposerl9gl6Les-€[email protected] W et uneseule)... réponse(onimposeà X unef4octoire pourrejoindre sonttrés de régulation numériques ...quele lecteurme pardonne:les techniques cet ouvragel du cadreactuelde simplesà utilisermaisles expliquersortlatgement Une présentation"visuelle"en est faiteici car les ordinaleursqui les supportent(du meublanttouteune salle)font et feront de plus en plus micro-,portable,aux grandsensembl€s,

partiede l'environnement du régleurmaisles " détailler" pourrafaireI'objetd'un autre ouvrage... et les limitesde la MonsieurDINDELEUXa démontréque les inconvénients régulation PIDsontestompésparla R.O.O Avantaoeset [email protected]énients de la R.Q.O. "Lesavantagesde la R.Q.O. peuventse résumerainsi: - obtantionde la réponse désirée de la variablede sortie (X) - meitleure stabilité(robustesse)de la ré
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