Thread Content
Cet article est divisé en trois parties : une première, une deuxième et une troisième. Les systèmes de contrôle complexes comprennent : les systèmes de contrôle en cascade, les systèmes de contrôle uniforme, les systèmes de contrôle par rapport, les systèmes de contrôle par étapes, les systèmes de contrôle sélectif automatique, les systèmes de contrôle feedforward et les systèmes de contrôle à trois impulsions, etc. Dans le précédent article, nous avons présenté les systèmes de contrôle en cascade et les systèmes de contrôle uniforme. Cet article porte principalement sur les systèmes de contrôle par rapport, les systèmes de contrôle par étapes et les systèmes de contrôle sélectif automatique. 3) Système de contrôle par rapport : Au cours du processus de production, il est souvent nécessaire de mélanger deux ou plusieurs matériaux dans des proportions précises (rapports) pour la fabrication. Un contrôle précis des proportions de ces matériaux est requis, et c’est pourquoi un système de contrôle par rapport est généralement utilisé dans la pratique. Voici un exemple de système de contrôle par rapport proportionnel à boucle fermée simple : la variable active F1 n’a pas de contrôle en boucle de rétroaction, elle est donc variable ; F2 est la variable passive qui varie en fonction de F1 et, en état stable, peut maintenir F2 = KF1 (où K est le coefficient de proportionnalité). On peut voir dans le diagramme en blocs que F2 forme un circuit de contrôle en boucle fermée, c’est pourquoi nous l’appelons système de contrôle par rapport proportionnel à boucle fermée simple. Figure : Système de contrôle par rapport. Le système de contrôle par rapport à simple boucle est généralement utilisé dans les cas où les paramètres F1 ne varient pas beaucoup, comme le débit de sortie d’une pompe doseuse. Si la variation de F1 affecte l’étape suivante du processus, il convient d’utiliser un système de contrôle par rapport à deux valeurs fermées, ou, en fonction des exigences spécifiques du procédé, un système de contrôle par rapport en cascade, etc. 4) Système de contrôle par étapes : Le but principal de la mise en place d’un système de contrôle par étapes est d’élargir la plage de réglage R afin de répondre aux exigences de systèmes de régulation spéciaux ； Améliorer la qualité de régulation, économiser de l’énergie, améliorer les conditions de fonctionnement de la vanne de régulation ； Répondre aux exigences de faible débit lors du démarrage et de l’arrêt, ainsi qu’au débit élevé en production normale, afin d’assurer une bonne qualité de régulation dans les deux cas ； Assurer la stabilité et la sécurité en conditions de production normale et en cas d’incident. Prenant pour exemple le diagramme en bloc ci-dessous, le matériau est chauffé par la vanne d’eau chaude A et la vanne de vapeur B, avec pour exigence que la température du matériau à la sortie de l’échangeur thermique reste constante. Afin d’économiser la vapeur, on n’ajoute de vapeur que lorsque la vanne d’eau chaude A est entièrement ouverte et que la température n’a pas encore atteint la valeur cible souhaitée, en ouvrant alors la vanne de vapeur B. Figure : Système de contrôle par étapes. On peut voir sur la figure que, même après ouverture complète de la vanne d’eau chaude A, la température reste inférieure à la valeur cible ; le régulateur de température génère alors une pression supérieure à 60 kPa. À ce moment-là, la vanne de vapeur s’ouvre pour fournir de la vapeur supplémentaire, permettant ainsi à la température d’atteindre la valeur cible. Cet exemple consiste à diviser la sortie du régulateur en deux parties pour contrôler deux vannes de régulation à ouverture pneumatique ; il est également possible, selon les exigences du procédé, de concevoir une vanne de régulation à ouverture pneumatique, une vanne de régulation à fermeture pneumatique ou deux valves de régulation à fermeture pneumatique. Afin de répondre aux exigences particulières de la production industrielle, le contrôle par étapes peut également diviser l’intégralité du signal de sortie du régulateur en plusieurs segments de signal ; chaque segment de signal commande une vanne de régulation, laquelle ne fonctionne que sur une partie donnée de l’ensemble de la plage de signal de sortie du régulateur. 5) Système de contrôle sélectif automatique : Lorsque des équipements tels que les compresseurs, les pompes ou les ventilateurs sont surchargés, lorsque la réaction dans le réacteur atteint ses limites, ou en cas d’arrêt ou de démarrage d’installations de production de grande taille parmi d’autres situations d’urgence, les systèmes de contrôle automatisés traditionnels ne suffisent plus pour répondre aux exigences de contrôle. Si ces problèmes doivent être résolus manuellement par les opérateurs, ceux-ci seront inévitablement sollicités et risquent de commettre des erreurs. C’est pourquoi un système de contrôle sélectif automatique, également appelé système de débordement, est utilisé pour assurer la sécurité de la production ainsi que le fonctionnement automatique des arrêts et démarrages. Ce mode de contrôle consiste à superposer les relations logiques définies par les contraintes du processus de production au système de régulation habituel. Lorsque le processus de production tend vers ces contraintes, avant qu’une situation dangereuse ne se produise, on passe à un régulateur conçu pour gérer cette situation de danger. Ce régulateur remplace alors le système de régulation normal et continue de fonctionner jusqu’à ce que le processus de production revienne dans des limites sûres. Le système de régulation normal reprend ensuite automatiquement son fonctionnement. Ce type de sélection automatique du mode de contrôle est parfois également appelé système de contrôle de protection automatique. Prenons l’exemple suivant : les débits d’ammoniac et d’air envoient des signaux via des transmetteurs de débit vers un diviseur afin de calculer le rapport ; le signal de rapport obtenu sert ensuite de valeur de mesure pour le régulateur de rapport KC et le régulateur de débordement KY. Les signaux de sortie de ces régulateurs sont acheminés vers le sélecteur bas LS pour commander la vanne. Figure : Lors du fonctionnement normal du système de contrôle sélectif automatique, la sortie du régulateur de débordement KY est de 100 kPa ; le sélecteur bas LS ne transmet le signal vers la vanne de commande que via le régulateur de rapport KC. Si des fluctuations surviennent dans le processus de production et que le rapport entre les débits d’ammoniac et d’air dépasse la limite de sécurité autorisée, le régulateur de débordement KY entre en action : sa sortie diminue et la vanne de contrôle se ferme progressivement, jusqu’à ce que le rapport entre les débits d’ammoniac et d’air revienne dans la plage normale, auquel moment le régulateur de rapport KC reprend automatiquement son fonctionnement. (Les vannes de contrôle sur les lignes d’ammoniac sont généralement de type ouverture par air) La figure n’est pas affichée ici ; si nécessaire, vous pouvez consulter le texte original : https://www.sohu.com/a/308376089_120129629?sec=wd