2Reprsentation Symbolique de la Rgulation

1 Gnralits

La rgulation des procds industriels regroupe lensemble des moyens matriels ettechniques mis en uvre pour maintenir une grandeur physique rgler, gale une valeur dsire, appel consigne.

Lorsque des perturbations ou des changements de consigne se produisent, la rgulation provoque une action correctrice sur une grandeur physique du procd appele grandeur rglante.

Dans lexemple de la figure suivante, la temprature dun fluide est rgle en agissant sur le dbit de vapeur de lchangeur et ceci quelles que soient les perturbations : dbit de charge, temprature dentre de la charge.

Rgulation de temprature dun changeur thermique

Dans le cas de la figure prcdente, le capteur de temprature, le rgulateur et la vanne, reprsentent le matriel qui permet de raliser la technique de rgulation la plus courante qui est la boucle ferme.

Suivant les procds et les objectifs raliser, il existe une grande varit de matriels et de techniques.

Parmi les matriels :

Temprature de sortie

Chapitre 1

3- Rgulateurs monoblocs analogiques et numriques,- Systmes numriques de contrle commande de procd,- Oprateurs de calcul arithmtiques et dynamiques- ..

Parmi les techniques :

- Rgulation en boucle ferme,- Rgulation discontinu,- Rgulation cascade,- Rgulation mixte ou feedforward,- Rgulation Split range- Rgulation de rapport,- Rgulation par modle de rfrence,- Rgulation multivariable,- Rgulation adaptative,-

Pour rguler un systme physique, il faut :

Mesurer la grandeur rgle avec un capteur. Rflchir sur l'attitude suivre : c'est la

fonction du rgulateur. Le rgulateur compare la grandeur rgle avec la consigne et

labore le signal de commande.

Agir sur la grandeur rglante par l'intermdiaire d'un organe de rglage.

On peut reprsenter une rgulation de la manire suivante :

Schma de principe de fonctionnement d'une rgulation

42 Rle des principaux constituants dune boucle de

rgulation

2.1 Instrumentation Principale

NOM DE LINSTRUMENT FONCTION ROLE

TRANSMETTEURCAPTEUR

CONVERTISSEUR

Elment servant lacquisition dune grandeur physique et la convertir en un signal standard

REGULATEUR PNEUMATIQUE

CORRECTEUR NUMERIQUE

S.N.C.C. / A.P.I

CALCULATEUR

Comparaison entre la grandeur rgle et la consigne (calcul de lcart x).

Traitement du signal x par un algorithme de rgulation.

ORGANE DE REGLAGE :

VANNE AUTOMATIQUE

UNITE A THYRISTOR

MOTEUR

VENTELLES

Action de correction sur la grandeur rglante.

Peuvent tre commands directement par des signaux standards dinstrumentation ou indirectement par lintermdiaire dun convertisseur.

2.21 Instruments Priphriques

- Fonction de tendance : Indicateur.

- Fonction de mmorisation : Enregistreur.

- Fonction de calcul : Sommation, multiplication, division, racine carre intgrateur

- Fonction de scurit : Pressostat, alarme, relais seuil

53 Schmas de reprsentation

3.1 Schma TI ou PCF

Un schma tuyauterie et instrumentation (Piping and instrumentation diagram en

anglais, P&ID) est un diagramme qui dfinit tous les lments d'un procd chimique.

Il est le schma le plus prcis et le plus complet utilis par les ingnieurs-chimistes

pour la description d'un procd.

Il se distingue du schma de procd par l'ajout des lments de contrle, les

armatures, les dtails sur l'isolation et la protection des installations et la position

coordonnes des installations les unes par rapport aux autres.

Les installations ainsi que les vannes et les lments de contrle sont dcrits par des

symboles.

La norme NF E 04-203 dfinit la reprsentation symbolique des rgulations, mesures

et automatisme des processus industriels. Les instruments utiliss sont reprsents par

des cercles entourant des lettres dfinissant la grandeur physique rgle et leur (s)

fonction (s). La premire lettre dfinie la grandeur physique rgle, les suivantes la

fonction des instruments.

Lettres pour le schma TI

Premire lettre Les suivantes

Grandeur rgle Lettre Fonction Lettre

Pression P Indicateur I

Temprature T Transmetteur T

Niveau L Enregistreur R

Dbit F Rgulateur C

Analyse A Capteur E

Un exemple de schma complet est fourni sur la figure suivante :

6Schma TI - Reprsentation de l'instrumentation

La figure suivante reprsente le schma PCF dun changeur Thermique.

TE : capteur de tempratureTY : relais de tempratureTR : Enregistreur de tempratureTIC : Rgulateur indicateur de temprature.TCV : Vanne de Rgulation de Temprature

7Principaux schmas

PID : Piping and Instrument Diagram (ISA)TI : Tuyauteries et Instrumentation (AFNOR)

FLOW SHEETPCF: Plan de Circulation de Fluide

LOOP DIAGRAMMESCHEMA DE BOUCLE

SYMBOLISATION :Quelques exemples

Liaisons Fibre optiqueLiaison procd instrumentLiaison lectromagntiqueLiaison lectrique inter instrumentLiaison hydrauliqueLiaison pneumatique inter instrumentLiaison numrique (bus-soft)Liaison capillaire (mesure de temprature)

INSTRUMENTSNumriques Analogiques

Instrument mont localement

Instrument mont sur tableau principal

Instrument mont sur tableau secondaire (local)

Instrument mont larrire du tableau principal

Instrument fonction multiples ou fonctions diffrentes rassembles dans un mme rcepteur.

Instrument sur panneau local (non en faade)

8Vanne commande manuelle

Vanne automatique avec servomoteur pneumatique

Vanne automatique avec servomoteur piston

Vanne automatique avec servomoteur lectrique

Vanne automatique avec servomoteur membrane et quipe de positionneur

Aux symboles graphiques sont associs des groupes de lettres et de chiffres qui vont permettre aux techniciens de dfinir immdiatement :

1) Lunit, la ligne, latelier, etc dans lesquels les instruments sont installs.2) Le numro dordre des appareils dans la chane de mesure3) La grandeur physique mesure4) La ou les fonctions des instruments

En rgle gnrale nous trouverons : Groupe de lettres Groupe de chiffre

T R C 1 1 5 3

Fonction N dordre Des instruments dans la boucle

Grandeur physique repre de lunitMesure atelier

Ligne

9Tableau. Code servant identifier les fonctions des instruments

GRANDEUR PHYSIQUE MESURE PREMIERE LETTRE

FONCTION DES INSTRUMENTS AUTRES LETTRES

A ANALYSE ALARME

B COMBUSTION AU CHOIX DE LUTILISATEUR

C CONDUCTIVITE ELECTRIQUE REGULATION

D MASSE VOLUMIQUE DIFFERENCE

E TENSION, FORCE ELECTROMOTRICE ELEMENT PRIMAIRE

F DEBIT RAPPORT (FRACTION), FERME

G LAISSE AU CHOIX DE LUSAGER GLACE (SANS MESURE)

H COMMANDE MANUELLE H HAUT. HH TRES HAUT

I INTENSITE DUN COURANT ELECTRIQUE INDICATION

J PUISSANCE SCRUTATION

K TEMPS OU PROGRAMMATION POSTE DE CONTROLE

L NIVEAU L BAS. LL TRES BAS, LAMPE TEMOIN

M HUMIDITE MOYEN INTERMEDIAIRE

N VISCOSITE LAISSE AU CHOIX DE LUSAGER

O LAISSE AU CHOIX DE LUSAGER OUVERT DIAPHRAGME (RESTRICTION)

P PRESSION OU DEPRESSION (VIDE) POINT DESSAI

Q QUALITE, COMPTAGE INTEGRE OU TOTALISE I NTEGRATION OU TOTALISATION

R RAYONNEMENT ENREGISTREMENT OU IMPRIMEUR

S VITESSE OU FREQUENCE COMMUNICATION, SECURITE

T TEMPERATURE TRANSMISSION

U A VARIABLES MULTIPLES MULTIFONCTION

V GRANDEURS MECANIQUES (VIBRATIONS) VANNE

W MASSE OU FORCE PROTECTION DOIGT DE GANT

X LAISSE AU CHOIX DE LUSAGER COORDONNEE

Y EVENEMENT RELAIS

Z POSITION, LONGUEUR ELEMENT DE REGULATION FINAL

10

Exemple de combinaisons de lettres

COMBINAISONS IMPOSSIBLES

Deuxime et troisime lettres types de serviceIndicateur

EnregistreurRgulateur

Rgulateur indicateurRgulateur et enregistreur

Robinet de rgulationGlace uniquement pour observation sans mesure

AlarmeTotalisateur

Mesure non raccorde

GainePremire lettre

Type de mesure ou dactionI R C IC RC CV G A Q E W

A Analyseur AI AR AIC ARC AAB Flamme de brleur BI BAC Conductivit CI C5 CIC CRC CAD Masse volumique DI DR DC DIC DRC DAE Tension EI ER EAF Dbit FI FR FIC FRC FG FA FQG Mesure dimensionnelle HCV GGH Commande manuelle HC HIC IIII Intensit II IR KCV IA IQK Temps KI LCV KQL Niveau LI LR LC LIC LRC LG LAM Humidit MI MR MC MIC MRC PCV MAP Pression PI PR PC PIC PRC PAQ Quantit QI QR QA QQR Radioactivit RI RR SCV RQS Vitesse SI SR SC SIC SRC TCV SA SET Temprature TI TR TC TIC TRC TA TWV Viscosit VI VR VIC VRC VG VAW Poids WI WR WIC WRC WA WQ