Instrumentation Industrielle 2010R2 - cira-couffignal.fr · Le 3ème fils doit servir pour la mesure de la résistance tout le long de la distance de câblage de la sonde platine

Page 1 sur 100 Mohamed BOUASSIDA

IIInnnssstttrrruuummmeeennntttsssdddeee lllaaa rrréééggguuulllaaatttiiiooonnn IIInnnddduuussstttrrriiieeelllllleee

Conception et rédaction

Ing. Formateur : Mohamed BOUASSIDA

[email protected] 2010


LLAA CCAAPPTTUURREE

Le JUGEMENT

Principe de la CAPTURE des Grandeurs Physiques


Type des CAPTEURS

Grandeurs Physiques


Détection de présence

Consiste a détecter un évènement qui est une grandeur physique qui se

mesure par tout ou rien (TOR), autrement dit apercevoir un fait comme passage

d’un objet et donner une information logique (1 ou 0) (existe ou n’existe pas),

cette information survient au régulateur ou à l’automate par un signal constant

soit généralement 24 VDC ou un contact qui s’ouvre ou se ferme.

MONTAGE DES CAPTEURS DETECTEURS 3 fils:



CAPTEUR DE PROXIMITE CAPACITIF


CAPTEUR DE PROXIMITE INDUCTIF

Page 8 sur 100 Mohamed

BOUASSIDA


CAPTEURS PHOTOELECTRIQUES


Spectre de Radiation (Ondes Electromagnétique)


Quelques Mesures Physiques Industrielles


Principe d’un mesureur

Capteur Transmetteur Industriel : M : Signal demesure Standard

0/4…20 mA0/2…10V

Numérique /10 bits

ACTIFS PASSIFS

Tension : μV Résistance : Ω

Courant : μA Inductance : μH

Fréquence : Hz Capacitance : μF

M : Signal de mesure Spécifique

Corpsd’épreuvePV M

M est l’image retardée de PV

CapteurMesureur


Mesure de température

Définitions :

L’élévation de la température dans une matière est l’agitation des

électrons sur la couche périphérique de l’atome.

On distingue trois échelles fortement utilisées Soit :

Celsius : Le plus ancien et le plus utilisé, défini par le Zéro (0°C) qui est

le passage de l’eau pure de l’état liquide à l’état solide, et défini aussi par

le 100°C qui est la température de l’ébullition de l’eau pure. Cette échelle

est fortement utilisée dans les pays francophones.

Kelvin : C’est l’échelle de l’Unité Système International qui tient sa

définition de l’agitation des électrons qui en refroidissant la matière à des

températures très basses on arrive à stopper cette vibration et on défini

ainsi la température absolue 0°K et qui coïncide à – 273,15°C d’où la

relation de conversion suivante :

Fahrenheit: Il est défini par le fait que la sensation des humains ne fait

pas de différence entre par exemple – 20°C et – 80°C et de plus on se sent

°K = °C + 273,15


très froid dans l’eau à 10°C et il fait très chaud à seulement 35°C , d’où la

relation suivante qui défini le degré Fahrenheit

Ainsi la comparaison entre les échelles :

°f = 9/5 °C + 32


Thermocouples :

Les conducteurs des thermocouples sont en alliages de composition très

précise et de ce fait coûteux Ils ont des longueurs d’une trentaine de cm, en

exploitant le principe de l’électronégativité, l’une des deux matières est

électro-négativement plus élevée donc les électrons exercent une pression

sur l’autre matière et engendra ainsi une force électromotrice {f.e.m}

On utilise des fils de compensation jusqu’à la source froide qui est

souvent la boîte terminale.

La boîte de jonction amène 2 forces électromotrices {f.e.m}

supplémentaires si les fils de compensation ne sont pas de même :

Et = E1 + E2 + E3

Les fils de compensation sont des fils de nature différente constituant

eux-mêmes des thermocouples : par exemple on utilise des fils

nickel/cuivre_cuivre avec les thermocouples Pt _ Pt/Rhodié

Pour le Chrome _ Aluminium, on utilise des fils de même nature mais de

qualité inférieure au niveau pureté.

Enfin la boîte de mesure introduit les deux f.e.m supplémentaires si les

bornes sont à des températures différentes

G Et

E2

E3

E1


Pour corriger le fait que les f.e.m des thermocouples sont données pour la

référence 0 °C à la source froide, une correction très simple est d’ajouter à la

valeur de la lecture en °C, la valeur de la température de la boîte terminale

mesurée par exemple avec un thermomètre à Hg. Cette correction est

suffisante si la température de la source froide est comprise entre -40 et +40°

Principe de mesure par les T/C:Convertisseur

Boucle4 – 20 mA

Câble Blindé decompensation

+ + + +

– – – –


Câble de compensation à triple blindage:

Les avantages :

Génère son signal spécial de mesure (actif).

Mesure jusqu’au 1800°C

Les inconvénients :

Nécessité d’un câble de compensation

Précision moyenne

Métal A

Métal B

Blindage Electrique : Tissu ignifuge

Blindage Thermique :Fibre de verre

Blindage Electromagnétique :Tresse en acier inoxydable


Résistance thermodynamique RTD :

C’est une résistance qui augmente sa résistivité avec l’élévation de la

température, on choisi généralement le Platine vu sa noblesse et sa stabilité et

on l’appelle : Sonde platine pt 100 :

Principe : à 0 °C sa valeur est 100,00

La résistance d'une sonde pt100 est de 100 à 0°C et la variation est de

0,385 par degré. Les valeurs de base sont calculées avec la formule

d'interpolation suivante:

R= R0 (1 + A t+ B t²)

A= 3,907084 10-3 K-1

B= -0,578408 10-6 K-2

Montage 3 fils :

Tra

nsm

ette

ur

ou

Rég

ula

teu

r


Le 3ème fils doit servir pour la mesure de la résistance tout le long de la

distance de câblage de la sonde platine

Schémas De Connexion Des Pt100 En Montages 2, 3,4 Fils

Les avantages :

Pas de câble de compensation.

Potentiellement plus précise que les T/C.

Linéaire et Stable.

Les inconvénients :

Fragilités des sondes de précision. (850 °C Maximum)

Obligation d'avoir une alimentation donc chauffer pour mesurer, c’est

pourquoi on masure par échantillonnage.

Pour les courtes distances de 1 à 3 mètres.On doit court-circuiter les deux bornes sur letransmetteur ou le régulateur.

Les trois fils doivent être de la même natureet passe par le même chemin, pour avoir lesmêmes longueurs et température.

On l’utilise pour plus de précision, encalculant la moyenne entre les quatre fils etleurs pressions de serrage des fils.

C’est le capteur le plus précis de température.Le courant de mesure des deux filsindépendants ne chauffe pas la RTD.


Elément sensible, plus gros et plus cher que les thermocouples.

On distingue aussi les Sondes platine pt 200, pt 500 et pt 1000 pour avoir

plus de précision en négligeant la valeur des conducteurs par rapport à la valeur

de la RTD

TABLEAU DE LA VARIATION DE LA RESISTANCE EN FONCTION DELA TEMPERATURE (-219 °C à 850 °C)


Cellule de Température Négative CTN :

Les CTN (Coefficient de Température Négatif, en anglais NTC, Negative

Temperature Coefficient) sont des thermistances dont la résistance diminue de

façon uniforme avec la température.

Présentation technologique :


Caractéristique Directe R = f (T) :

Cellule de Température Positive CTP :

Les CTP (Coefficient de Température Positif, en anglais PTC, Positive

Temperature Coefficient) sont des thermistances dont la résistance augmente

fortement avec la température dans une plage de température limitée

(typiquement entre 0 et 100°C), mais diminue en dehors de cette zone.



Caractéristique Directe : = ∙

Comparaison Pt100 et CTP


Thermomètre à dilatation de liquide :

Liquide: Hg Gamme de T: -35°C -> +600 °C si on crée une pression au

dessus de la colonne liquide pour empêcher l’ébullition du Hg ; azote sous

pression de 6 Bars

Le toluène: -50 à +150 °C

L’alcool -80 à +75 °C

Il est difficile d’obtenir une précision meilleure que 1 % de la valeur

fond d’échelle. On améliore la précision en immergeant le thermomètre jusqu’à

la hauteur du ménisque.

Cet instrument ne convient pas pour les télémesures.

Tube capillaire

Échelle

Bulbe contenant le liquide


Thermomètre à pression:

Avantages :

Action de régulation sur le relais "TOR"

Mesure continue

Inconvénients :

Ne dépasse pas les 150°C

Pas de Télémesure (capteur d’angle)

Bulbe avec fluide

Sortie compenséeCapillaire dormant

Tube capillaireTube de Bourdon

Bourdon principalBourdon de

compensation

M

220 V


Pyromètre à radiation totale:

Ils mesurent sans contact la température de surface d’un objet fixe, en

mouvement ou difficile à atteindre. Les mesures de températures par infrarouge

constituent la méthode la plus rapide pour la surveillance.

Principe :


D = 8 S


Pyromètre à lumière visible :

Avantages :

Contrôle instantané

Sécurité de l’utilisateur

Inconvénients :

Mesure à partir de 600°C

Seulement pour les flammes d’un brûleur ou solide en fusion

Avantages :

Dépasse dans des cas les 6000°C

Mesure des points inaccessibles

Inconvénients :

Etalonner pour chaque corps mesuré (Emissivité)

Les perturbations atmosphériques (Humidité, poussières…)

Précision mauvaise

A


Mesure de pression

Définitions :

La définition de la pression en Mécanique est la force en Newton exercé

sur une surface en m2 d’où l’unité internationale est le N/m2 ou le Pascal :

P : Pression en Pa

F : Force en N et S : Surface en m2

Unité Système Internationale : c’est le Pascal : Pa

Quelques Conversion : 1 Pa = 10-6 Mpa

= 10-6 N/mm2

= 10-5 Bar

= 14,51 10-5 Psi

= 0, 9869 10-5 atm

A tenir: 1 Bar = 100 000 Pa = 14, 51 Psi

Psi: Pound per square inch

Pression Relative : C’est la pression nulle sous l’atmosphère terrestre

d’où l’aspect de la relativité, la norme internationale exige une valeur de

1,013 bar comme valeur de pression absolue fixe de l’atmosphère d’où la

relation suivante :

P = F / S

PABSOLUE = PRELATIVE + 1,0132


Pression sous une colonne de fluide :

La Pression Absolue sous une colonne de fluide est crée par la masse du

fluide le long de sa hauteur. Il faut tenir compte des unités internationales à

savoir :

P = P0 + ρ g h

P , P0 : pression absolue en Pascal (Pa)

: Masse volumique en Kg / m3 voir (ci-dessous)

g : gravité terrestre 9,81 m / s2

h : hauteur en mètre (m)

Exemple : la pression en bar sous 10 m d’eau

Données : g = 9,81 m/s²

P = 101300 + 1000. 9,81 .10 = 199400 Pa => 1,994 bars ≈ 2 bars

Avec un tel système on peut mesurer les niveaux avec précision

et sans tenir compte de la mousse s’il y en a. (Voir Partie Niveau)

P

P0

ρeau= 1000 Kg/m3h

P0=Patm=1,013 bar

Si la citerne est fermée et on lachauffe, la pression en haut (P0) peut

augmentée et dépassée les 20 atm


Quelques Masse volumique :

Eau pure (H2O) : 1000 Kg / m3

Ether : 713 Kg / m3

Huile de lin : 930 Kg / m3

Huile de machine : 910 Kg / m3

Pétrole : 810 Kg / m3

Air sec: 1,293 Kg / m3

Butane: 2, 7 Kg / m3

Pression dans une conduite de fluide :

Quand le fluide et sans mouvement dans une tuyauterie il exerce une

pression radiale qu’on appelle STATIQUE, et dès q’il entre en mouvement il

crée une nouvelle pression qu’on appelle DYNAMIQUE et qui est toujours

axiale dans le sens du fluide, soit ainsi :

Dans une conduite de fluide la pression totale est décrite ainsi :

Pt = Pd + Ps Pt : Pression totalePd : Pression dynamiquePs : Pression statique

Q Ps

Pd


Tube de BOURDON: 0,6 bar à 4000 bar Hélicoïde à partir de 60 bar

Avantages : Bonne précision, possibilité d’étalonnage facile

Inconvénients : Complexité de fabrication, température de service

Membrane : Plate ou ondulée 0 … 40 bar


Capsule manométrique : 0 … 2,5 mbar et 0 … 600 mbar

Conversion par effet piézoélectrique

Principe

PastillesPiézoélectrique


Mesure de Pression Absolue par cellule sèche :

Cellule Céramique: résistance importante au coup de bélier. Cellule sèche

(le vide entre les membranes), procédé de mesure capacitif. Le système

comprend deux capacités: ceci apporte une compensation à la déformation

de la membrane


Mesure de Pression Absolue par jauge résistive :

Mesure de Pression Différentielle :

Isolant

PolysiliconJauge résistive

Support Solide

Temperature sensor

SupportCéramique

C‘est un double capteur capacitif en céramique

C1 : capacité à gauche C2 : capacité à droite.

C1 + C2 = Constante toujours alors ΔC ~ ΔP

P+ P –


Mesure de la très Haute Pression différentielle :

Mécanisme de débranchement des MANIFOLDS :

P

P-

2 31

P+


Maintenance conditionnelle et prédictive par capteur de pression différentielle

P = P haute – P basse


Conversion des unités de pression


Mesure de débit

Définitions :

Le débit se divise au minimum en trois types distincts, soit :

Débit VOLUMIQUE

Le débit volumique dans une conduite de fluide est réduit à la vitesse de

déplacement de ce fluide dans sa gaine, et la relation est :

Qv : débit en m3 / s

V : Vitesse en m / s

S : Section en m2

L’unité internationale du débit volumique Qv est le m3 / h, et peut s’écrire

aussi en :

Litre / min cm3 / s Cu ft / h

Ce type de débit est utilisable pour les liquides visqueux, l’air, les gaz non

combustibles.

Qv = V. S

Qv SV


Débit MASSIQUE

L’unité internationale du débit massique Qm est le kg / s et peut s’écrire

aussi en : Tonne / h ou lb / min

Ce type de débit est utilisable pour la mesure des solides en poudre ou l’état

granulat comme le ciment, le blé, le tabac ou encore les fluides combustibles

Débit UNITAIRE

Le débit unitaire Qu doit servir pour plutôt compter des objets qui

passent sur un transporteur à chaîne ou un convoyeur exemple :

Bouteilles / s Voitures / jour Cartons / min

Qm = V. S .ρ

Vers CompteurTotaliseur dedébit unitaire

Capteur de Proximité CAPACITIF,INDUCTIF ou OPTIQUE

Qm : débit en Kg / s

V : Vitesse en m / s

S : Section en m2

ρ : Masse volumique en Kg/m3


Mesure de débit volumique par champ électromagnétique :

Basé sur la loi de Faraday, d’un conducteur en mouvement sous l’effet d’un

champ magnétique

B = Induction créée par la bobine

L = Longueur du conducteur (Distance entre les électrodes = Ø)

v = Vitesse du conducteur (débit moyen)

UM (e) = Tension générée dans le conducteur

Le liquide doit avoir une résistivité acceptable < 200 k/cm.

Ordre de grandeur de e -> 300 V/cm. Si on utilise un B constant, il y a risque

d’électrolyse et de polarisation des électrodes.


Mesure de débit massique par effet Coriolis :

Des forces de réaction apparaissent dans un tube vibrant traversé par un liquide

en mouvement, la mesure de ces forces donne l’amplitude du débit massique

= Vitesse angulaire

F = force Coriolis

= Déphasage

A, B = Capteur

y = Amplitude

t = temps

~ F ~ Qm


Mesure de débit volumique par Turbine :

Qv ~ U

Compteur à Turbine (SONEDE et STEG_Gaz)

Avantages :

Grande Précision

Fabrication simple

Inconvénients

Pièces tournantes ( Entretien, usure, coincement…)

Pertes des charges

Pour Faible débit et faible diamètre seulement

G

Qv

U


Mesure de débit volumique par Palette :

Capteur d’angle

Avantages :

Grande Canalisation ( ONAS )

Liquide hétérogène

Inconvénients

Pièces tournantes ( Entretien,

usure, coincement…)

Faible précision

Mesure angulaire par deuxdemi-disques à capacitance

Capacité nulleCapacité maximale

Qv


Mesure de débit volumique par Effet de Vortex :

Un obstacle est placé dans un conduit, et il crée une turbulence de longeur

proportinnelle au débit volumique.

Avantages :

Grand Débit

Inconvénients

Maintenance périodique du corps perturbateur

Mesure de Vortex imprécise

Qv


Mesure de débit volumique et massique par Organe déprimogène:

K P

0 0 Maxi

.

.

.

.

.

.

.

.

.

1 0

Avantages :

Mesure de débit massique et volumique à la fois

Grand débit et grand diamètre

Inconvénients

Maintenance et nettoyage du disque des dépots

S’opposer trop au fluide pour plus de précision

D d

p+ p-

dD =

qm(v) = K() 2 p

Pré

cisi

on

qu

is’

am

élio

re


Mesure de débit volumique et massique par Tube de PITOT

Avantages :

Mesure de débit massique et volumique

à la fois

Grand diamètre ( Les cheminées )

Inconvénients

Maintenance et nettoyage des trous du

tube

Repositionnement délicat après entretien

q

Pstat PstatPdyn +

p = p+ - p-

qm(v) = K 2 p


Mesure de débit massique par Effet Thermique :

Basé sur la définition de la chaleur thermique d'un liquide.(Quantité de

chaleur pour élever de 1 °C l'unité de masse de ce fluide).

Mesure de débit massique de liquides et de gaz (Précision ± 1 % à ± 2 %)

Qm ~ ΔT


Indication de débit par Rotamètre :

Le rotamètre est équipé d'un flotteur (selon de la densité du liquide) qui reste

au fond du tube si le débit est nul. En présence d'un débit, le flotteur subit une

force le soulevant, jusqu'à ce que l'espace entre le flotteur et le tube permette à

suffisamment de liquide de contourner le flotteur.


Mesure de NIVEAU

Définitions :

La flottabilité est la poussée verticale, dirigée de bas en haut, qu'un fluideexerce sur un objet immergé. Le fluide peut aussi bien être un gaz qu’unliquide. La flottabilité agit toujours dans la direction opposée à la gravité.Selon le rapport entre le poids réel (Pr) et la poussée d'Archimède (Pa), ondistingue :

corps de flottabilité positive :l'objet remonte (Pr < Pa)

corps de flottabilité nulle :l'objet flotte (Pr = Pa)

corps de flottabilité négative :l'objet coule (Pr > Pa)

Problème du Niveau Mousseux :

La mousse est une substance formée de petites bulles d’air serrées produitegénéralement par un liquide brassé, sous pression ou fermenté dont la densitéest très faible par rapport au liquide

Problème du Niveau Solide :

FlotteImmerge

Submerge

Niveau Vrai

?

Niveau LiquideNiveau Total

Ligne du VraiNiveau


Mesure de niveau par conduction :

Il faut que le produit soit conducteur. Lorsque le

produit atteint l ’électrode de la sonde, la

résistance chute violemment, la citerne est

conductrice, si non on doit mesurer par deux

électrodes parallèles :

Capteur de niveau à flotteur variateur de résistance (Automobile) :

I ~ 1/R ~ L

I

L

La variation de la résistance se fait par

le mouvement du flotteur (en liège) qui

la court-circuite par deux lames

glissante en cuivre.

Pour que le flotteur ne subit pas

l’agitation du fluide, on le met dans un

tube troué pour retarder l’effet de

perturbation de surface.

Troues

ΔR ~ ΔL

Flotteur

Fil résistif

Lames

Le dépôt des matières solides sur

l’électrode cylibdrique change

sensiblement sa résistance ce qui

impose l’étalonnage ou le tarrage.


Mesure de Niveau par électrodes capacitives

Lorsque le liquide est isolant, un effet capacitif est créer soit par deux

électrodes cylidriques, soit par une électrode et la paroi du réservoir quand elle

est métallique. Le diélectrique est le liquide dans la partie immergée, l’air en

dehors du liquide.

Si le produit est conducteur, Rp tend vers 0, il reste la capacité Ci dont la

valeur sera proportionnelle à la longueur de l ’électrode immergée dans le

produit. Si le produit est isolant, il y a deux capacités en série, mais Ci >> Cp et

c ’est la capacité Cp qui reste en ligne de compte.

Ri et Rp sont les résistances caractérisant les pertes des diélectriques. Les

pertes augmentent avec la fréquence de mesure, suivant la nature du produit à

détecter, on choisira f= 33 kHz ou 1 MHz.

d

sC r 0

d

ߝ S

0 est la permittivité du vide

= Cte = 8,85.10-12 F/m


Mesure de niveau par pression différentielle :

Avantages :

Indifférence à la mousse : non seulement il ne mesure pas le faux

niveau de la mousse mais il mesure la valeur du vrai niveau si on suppose que

la mousse se dissémine et revient liquide.

La précision est bonne puisque la mesure est sensible au bar.

Inconvénients :

Pour les liquides homogènes et qui ne comportent pas des solides en

suspension (fromage, beurre…)

Il faut un capteur différentiel ou deux capteurs liés à une unité de calcul.

g

h

p2 = p tête

p1 = g h + p tête

p = p2 – p1 = g h


Mesure de niveau par flotteur magnétique :

Avantages :

Indifférence à la mousse : Le flotteur flotte sur le liquide grâce à la

poussée d’Archimède qui n’est pas valable pour les mousses qui sont moins

dense de 500 à 1000 fois que le liquide

La précision est acceptable.

Inconvénients :

Mesure discontinue ( 1 mm) :

quand le flotteur se trouve entre deux

bobines le processeur ne décide pas et

généralement il prend la plus proche (la

valeur la plus élevée).

Etalonnage pour chaque type de

liquide : si la densité du liquide change le

flotteur immerge ou flotte (flottabilité)

donc il faut changer le flotteur.

Ne mesure que les faibles

niveaux : Tant qu’il n’y a pas la

possibilité de démontage (Max 2 mètres).

0/4…20mA


Mesure de niveau par émission acoustique :

On utilise le principe du RADAR. On émet à l’aide d’un émetteur piézo-

électrique un train d’onde sinusoïdale de courte durée, le train d’onde franchit

la distance jusqu’au niveau du produit et l’onde se réfléchit et retourne au

capteur. On mesure le temps du parcours aller-retour du train d’onde

La vitesse v de propagation des sons dans l’air est de 343 m/sec à la

température de 20 °C. La variation de vitesse Δv = 0,18 % / °C

Pour 40 °C de variation, il y a une variation de vitesse de 7,2 %, d’où il

faudra prévoir des sondes de température pour effectuer la correction.

Il est important d’avoir une source émissive très directionnelle afin de

réduire les échos parasites par exemple sur les parois du réservoir.

d = v . t / 2

0/4…20mA

Zone de Blocage

EmetteurAcoustique

RécepteurAcoustique


Mesure de niveau par capteur à filament tendu :

Avantages :

Les sources extérieures ne l’influe pas

Mesure jusqu’au 10m

Inconvénients :

Maintenir une tension constante sur le fil

donc concevoir un tendeur mécanique

Mesure seulement de l’état solide


Mesure de niveau par flotteur de position :

Le tambour tourne dans les deux sens sous

l’effet d’un ressort de rappel pour assurer

une faible tension de tirage sur le câble en

acier tressé

Avantages :

Mesure dans les citernes

d’hydrocarbure (indifférence à la mousse)

Mesure jusqu’au 50m

Inconvénients :

Maintenance et installation complexe

Bobinage guidé sur le tambour

aléatoire

Le flotteur dans le réservoir est relié par une tige à un porte-aimant dansle tube au dessus du réservoir passe devant les volets rouges/blanc ils tournentl’un après l’autre 180°.

L ~ Nombre de tours

L

Guidage du flotteur

Nombrede tour

Encodeur

Indicateur de

niveau à flotteur à

volets magnétiques


TTRRAANNSSMMEETTTTEEUURRSS EENN IINNSSTTRRUUMMEENNTTAATTIIOONN

Transmetteurs aux SIGNAUX ANALOGIQUES STANDARDS

Rappel d’une chaîne de mesure d’un procédé régulé en continu :

Signal Information

C’est mieux de ne pas recevoir l’information que de l’acquérir fausse.

Boucle de courant :

Un GENERATEUR est une source de grandeur physique CONSTANTE

tant sa puissance le permet.

Générateur de courant Générateur de tension

Les trois rôles des transmetteurs :1-Convertir le signal spécial en

signal standard2-Amplifier en puissance le signal

pour le transmettre3-Cadrer la mesure sur un étendu

voulu « ZOOMING »

U = Var

i = Cst

+

-

Essai à Vide

+-

U = Cst

Essai en Court-circuit

i = Var

Capteur Transmetteur Régulateur

ActionneurPROCESSUS

Signal Standard

Signal Spécial


Signal Courant :

0 mA 0%

20 mA 100%

Avantage :

Etendu sur 20 mA, donc plus de précision

On l’utilise comme signal interne (dans les cartes)

Inconvénient :

On ne peut pas distinguer la différence entre 0% de la mesure et fil coupé.

Donc on utilise le signal le plus utilisé c’est :

4 mA 0%

20 mA 100%

Pourcentage Boucle 0-20 mA Boucle 4-20 mA0% 0 4

10% 2 5,620% 4 7,225% 5 830% 6 8,840% 8 10,450% 10 1260% 12 13,670% 14 15,275% 15 1680% 16 16,890% 18 18,4

100% 20 20


Pour calculer une valeur de PV il suffit d’avoir le pourcentage

Ou pour calculer un pourcentage d’une valeur connue

Signal Tension :

0 V 0% 1 V 0%

5 V 100% 5 V 100%

Attention aux chutes de tension dues au serrage des fils de câblage et de

leurs natures, ainsi aux champs électromagnétiques qui traversent le câblage et

créent des forces électromotrices.

Conversion de la boucle de courant en tension :

Cette conversion va servir à traduire le signal fourni par le transmetteur

qui est généralement le courant et le régulateur qui reçoit particulièrement de la

tension, ou aussi un enregistreur analogique.

Pour convertir le courant en tension il suffit d’utiliser une résistance.

Valeur (mA) = (MAX – min) X (%) + min

Valeur (mA) – min

(%) = X 100

(MAX – min)


La valeur de cette résistance est de telle sorte la boucle de courant se

converti en un signal de tension :

R = U / i = 5 V / 0,020 A = 250

Fréquence :

0 kHz 0%

1 kHz 100%

Il n’y a pas de chute ni d’atténuation du signal donc très précis, on

l’utilise surtout pour débit et la vitesse de rotation (encodeur).

Pression:

O, 2 bar 0%

1 bar 100%

C’est un signal fortement utilisé dans les zones à haut risque d’explosion

et dans la commande des vannes de régulation.

0 V

5 V

4 mA20 mA250

0.0

1% 0 mA

20 mA1 V

5 V


Montage des transmetteurs analogiques

Montage 2 fils (Passif_2W) :

La boucle de courant est générée dans transmetteur par l’application de la

tension (VDC), ce courant M (mA) est piloté par le circuit intégré dans le

transmetteur selon la grandeur physique (PV) doit être converti en tension.

Avantage :

Deux fils seulement

En cas de coupure de la boucle, le transmetteur sera hors danger

Inconvénient :

Alimentation obligatoirement DC

Signal de mesure est uniquement courant

Précision de transmission dépend de la fluctuation de tension

+

−

+– +

–mA 0/4…20mA

10 à 32 VDC

–

+

Vers Entrée « tension »Régulateur ou API

PV


Montage 4 Fils (Actif_4W) :

Le signal de mesure est généré par le transmetteur suite à son

alimentation externe, la nature de l’alimentation et celle du signal de mesure

peuvent être différente.

Avantage :

Le signal de mesure n’est pas influencé par la fluctuation de

l’alimentation en AC ou DC

La nature de l’alimentation (DC ou AC) n’impose pas la nature du

signal (0/4…20mA, 0/2…10V, Fréquence…)

Inconvénient :

Quatre fils de câblage dans le tubing en même temps

Câble Blindé 2paires

+

––

+

Vers Régulateur ou API

~Ou


Montage 3 Fils (Actif_3W) :

C’est un montage hybride actif (alimentation hors signal) mais qui unisse le

fil de retour alimentation avec le retour du signal en un seul fil.

Avantage :

Le signal peut être Tension ou Courant par rapport au montage deux

fils alors le signal ne peut être que du courant.

Trois fils au lieu quatre, pour N transmetteurs alors (N+2) fils

Inconvénient :

L’alimentation est forcément VDC

Le bruit de l’alimentation circule dans le signal de mesure

+–

–

+

Vers Régulateur ou API

Sortie Signal Courant Sortie Signal Tension

PVPV


Transmetteurs aux SIGNAUX numériques

Eclaircissement de l’amalgame de Digitalisation

ANA : Analogique NUM : Numérique

Transmetteur à signal ANA 0/4…20mA et

étalonnage ANA seulement (Z&S)

Transmetteur à signal ANA

0/4…20mA, étalonnage ANA

(Z&S) et configuration NUM

Transmetteur à signal NUM porté sur le signal

ANA 0/4…20mA (SMART)

Transmetteur à signal NUM

et configuration NUM câblé

ou sans fil

Câblage des Transmetteurs Numériques :

PV PV


Câblage RS232

Câblage RS232C

RS485 RS422 et RS485

DB9 – DB9 DB9 – DB25

DB9 – DB9


Port Série sur DB9

Principe de digitalisation :

C’est de convertir une grandeur analogique soit une tension é en une

grandeur numérique comme mot binaire (2), en moyennant un CAN

(Convertisseur Analogique Numérique) ou ADC (Analogue Digital Converter).


Le quantum numérique :

C’est la valeur transmise par un mot binaire (ou octet sur 8 bits) et c’est la

plus petite valeur possible digitalisée par le transmetteur.

ݍ =V୰±

2୬ − 1

Avec (2 − 1) signifie le nombre des intervalles de coupure de 0 à é

appelé souvent le pouvoir de digitalisation ou encore la définition.

La grandeur analogique V୰±peut être remplacée par la pleine échelle 100%

alors pour = 4 , on a ସݍ =ଵ%

ଶర ଵ= 6,6667% d’où le tableau suivant :

Pour une mesure de 49% alors le

transmetteur décide d’envoyer le bit le

plus proche soit (0111)2 ce qui signifie

46,67%, d’où la nécéssité d’ajouter des

bits pour minimiser le quantum, on

utilise en industrie 10 bits ou 12 bits

ଵݍ =ଵ%

ଶభబ ଵ= 0,09775%

ଵଶݍ =ଵ%

ଶభమ ଵ= 0,02442%

Un transmetteur numérique de12 bits est meilleur en sensibilité et/ou

mobilité quatre fois que celui de 10 bits.

PV% ANA

0% 0 0 0 0

6,66666667 0 0 0 1

13,3333333 0 0 1 0

20 0 0 1 1

26,6666667 0 1 0 0

33,3333333 0 1 0 1

40 0 1 1 0

46,6666667 0 1 1 1

53,3333333 1 0 0 0

60 1 0 0 1

66,6666667 1 0 1 0

73,3333333 1 0 1 1

80 1 1 0 0

86,6666667 1 1 0 1

93,3333333 1 1 1 0

100 1 1 1 1

PV Numérique sur 4 bits


Etalonnage des transmetteurs

Etalonnage analogique

Cet étalonnage consiste à choisir une gamme de mesure et fait varier deux

potentiomètres le SPAN et le ZERO afin d’obtenir le 0% et le 100% de

l’étendu de la mesure :

Il faut toujours simuler le capteur par un générateur de signaux pour

gagner du temps et de la précision, dans le cas favorable on utilise un

générateur de signaux standard avec un clavier de programmation des valeurs

0%, 25%, 50%, 75% et 100%.

La procédure consiste à choisir la valeur mini de la grandeur physique et

on fait varier le potentiomètre ZERO dans un sens ou dans l’autre jusqu’au

l’obtention de 0% du signal de mesure, puis refaire avec le Maxi en variant le

Grandeur Physique simulée

Signal de mesure

100%

0%

75%

25%

50%

mini Maxi

EtalonnéLinéarisé

EtalonnéNon Linéarisé

Non EtalonnéLinéarisé (À l’achat)

Entrée pour simulerle capteur


potentiomètre SPAN qui signifie pleine échelle pour obtenir 100% et refaire

une ou deux fois ces actions. La linéarité est obtenue par d’autres

potentiomètres (trois ou quatre) cachés à l’intérieur du transmetteur, on doit

s’assurer de plusieurs points pour affirmer que les caractéristiques d’entrée

sortie d’un transmetteur sont bien linéaires.

Exemple d’étalonnage d’un transmetteur analogique de température :

Exemple : 25°C … 1025°C

D’un four industriel du signal standard 4…20mA

Simuler le thermocouple par un générateur de mV et générer les mV

correspondantes d’après les tables afin pour gagner du temps et de la précision

de mesure :

à 25°C fait varier le Z jusqu’au l’obtention du signal 4 mA

à 1025°C fait varier le S jusqu’au l’obtention du signal 20 mA

Répéter une ou deux fois cette procédure

Vérifier la linéarité en vérifiant le 8 mA, 12 mA et 16 mA

Si non : A l’intérieur des transmetteurs on trouve 2 à 4 Potentiomètres de

10 k , on doit varier un par un pour les 25%, 50% et 75%.

Zero

Span

11 12 13

Sensor

0/4…20 mA

0…10V L1 N


Etalonnage via PC

Il suffit de saisir sur le logiciel les deux

valeurs du minimum et du maximum du

gradeur physique comme entrée et du signal

analogique de mesure de sortie :

Pour la linéarisation spécifique on peut forcer n’importe quel point de

mesure à fournir un signal correspondant voulu.

Sur un tableau de 10000

points possibles on peut choisir

une interpolation linéaire,

quadratique ou même cubique.


Etalonnage via console HART

Le principe est d’envoyer avec le signal

analogique et sur les même fils

conducteurs, un signal numérique à une

fréquence qui voisine les 5,3 kHz selon le

protocole :

Pour étalonner via la console HART il faut

être en mode ONLINE avec l’instrument.

Naviguer vers le sous chapitre CALIBRATION puis SET 4mA VALUE et SET

20mA VALUE alors introduire le minimum et le Maximum de mesure. Si on

veut faire l’étalonnage avec des mesures réelles sur le procédé alors mettre le

procédé au minimum désiré et sélectionner SET 4mA VALUE AUTO puis mettre

le procédé à son maximum désiré et sélectionner SET 20mA VALUE AUTO,

attention, il faut tenir compte du temps de réponse du système et de l’opérateur

de la console.

Montage de la console sur uninstrument compatible HART

« Highway Addressable Remote Transmitter »




TTEECCHHNNOOLLOOGGIIEE DDEESS RREEGGUULLAATTEEUURRSS

Les grandes Marques internationales


Présentation des composantes des régulateurs industriels

Périphéries :

Clavier de 4 touches ou de 6 touches.

Afficheur LCD ou 7 Segments deux lignes : (Rouge : PV) (Vert : SP, autres).

Carte d’alimentation : en Hacheur, avec protection.

Carte d’interface numérique : RS232 ou PROFIBUS voir USB et Bluetooth.

Carte d’entrée : Standard INPUT, avec isolation optique contre les foudres.

Carte de sortie : Standard OUTPUT, avec protection des courts-circuits.

Corps des régulateurs :

Boutons du clavier hermétiques avec lames d’amortissement.

Façade en caoutchouc antichoc.

Boitier acier peint rétractable pour la maintenance sans débrancher les câbles.

Des trous en lumière sur le boitier pour le refroidissement interne.

Bornes de jonction chromées avec rondelles carrées striées

Accroches à vis avec queue d'aronde pour fixation derrière la plaque

Dimensions standards des façades : 48 × 48 , 96 × 48 , 96 × 96 …

Type des entrées et des Sorties

Un régulateur industriel peut avoir plus qu’une entrée et une sortie dont

leurs natures est comme suit :


Les Entrées :

Thermocouples, RTD, 0/4…20mA, 0/2…10V, ±1V, impulsion, fréquence…

Entrée binaire : Contact NO, Contact NC

Entrée numérique : RS232C, RS232, RS422, RS485, USB…

Alimentation : 220/110VAC, 90…265VAC, 24VDC, 12VDC…

Les Sorties :

0/4…20mA, 0/2…10V, SSR (14V), TOR (Contact NO)…

Sortie binaire : Contact NO, Contact NC

Sortie Alarme : Sélecteur NO+NC

Sortie numérique : RS232C, RS232, RS422, RS485, USB…

Les Fonction internes de commande

Régulation Tout Ou Rien : TOR

Régulation continue Proportionnelle, Intégrative et Dérivative : PID

Régulation par Modulation de la Largeur d’Impulsion : PID MLI (PWM)

Régulation PID par Logique Floue : FUZZY LOGIC

Régulation Numérique par Réseau de Neurone Artificiel : RNA MODEL

Gestion des Alarmes

Création des Algorithmes mathématiques

Gestion de la communication numérique


Paramétrage des entrées et des sorties

Calibrage des signaux analogiques d’entrées et des signaux des sorties

Commodités d’affichage : Unités, graphique, PV, SP, Ecarts…

Saisie des paramètres : Etendu, Alarmes, ,ܭ ݐ ௗ …

Cas complet d’un régulateur professionnel

Les composantes d’interface


Le Menu déroulant

Se compose des chapitres et des sous chapitres, pour naviguer il suffit

d’entrée souvent en appuyant sur quelques secondes ou encore en

appuyant simultanément sur , parfois il faut introduire un mot de passe

Exemple :

SET


LLEESS EERRRREEUURRSS DDEE MMEESSUURREE


Les différents types d’erreur de mesure

les erreurs systématiques

Erreurs sur la valeur d'une grandeur de référence

Erreurs sur les caractéristiques du capteur

Erreurs dues au mode ou aux conditions d’emploi

Erreur de rapidité

Erreurs dans l'exploitation des données brutes de mesure

les erreurs accidentelles & Aléatoires

Erreurs liées aux indéterminations intrinsèques des caractéristiques

instrumentales

Erreur de mobilité

Erreur de lecture d’un appareil à déviation

Erreur d’Hystérésis

Erreur de quantification d'un convertisseur analogique digital

Erreurs dues à la prise en compte par la chaîne de mesure de signaux

parasites de caractère aléatoire

Erreurs dues à des grandeurs d’influence

L’Erreur Totale est la somme arithmétique de tous les Erreur

Systématiques et les Erreurs accidentelles & Aléatoires, la valeur absolue de

cet erreur doit être inférieure à l’incertitude prédite par le constructeur, et on

espère quel tend vers ZERO pour une mesure instantanée.

-0,2% -0,1% 0 +0,1% +0,2%

ए

एé∓ ,%


Principe de calcul de l’erreur Totale Relative

Le principe est d’avoir une mesure très précise faite par un instrument

cinq fois au moins plus précis que celui qui est contrôlé, comme une sonde

Pt100 à ± 0,1°K et un T/C de type K dont l’erreur prédite est ± 0,2%, alors :

Calcul approché :

Afin de calculer 'ℰ% la plus grande possible en valeur absolue alors :

ℰ% =శி

శ× 100 Si > ܨ et ℰ% =

షி

ష× 100 si < ܨ

Dans notre cas on a

> ܨ Donc ℰ% =(ଶଷ,ଶା.ଵ)ଶଶ,ସ

(ଶଷ,ଶା,ଵ)× 100 = ,% > 0,2%

On estime que le thermocouple est hors limite

d’incertitude du constructeur.

Pour une mesure faite par un appareil de

mesure électrique, il faut que ce multimètre soit

très précis et le système est stable

temporairement lors de l’intervention de

l’instrumentiste.

Eau pure + GlaceTempérature 273,15°K

Pt100

T/C

= ૠ,° ∓ ,° = ૠ,°

On considère que la valeur V est

la vraie valeur et la valeur F est

la fausse mesure, bien sûre les

mesure des signaux électrique

sera effectuer par un calibrateur

universel


Caractéristiques métrologiques

Cycle de vie d’un instrument de mesure :

Limites d’utilisation

Les contraintes mécaniques, thermiques ou électriques auxquelles un capteur

est soumis entraînent, lorsque leurs niveaux dépassent des seuils définis, une

modification des caractéristiques du capteur. Au dessus d’un certain seuil

l’étalonnage n’est plus valable, au dessus d’un autre plus grand le capteur

risque d’être détruit.


Sensibilité

Plus un capteur est sensible plus la mesure pourra être précise. C’est une

caractéristique importante pour l’exploitation et l’interprétation des mesures,

qui est souvent au détriment de l’étendu de mesure

Rapidité - Temps de réponse

La rapidité est la spécification d’un capteur qui permet d’apprécier de quelle

façon la grandeur de sortie suit dans le temps les variations de la grandeur

physique a mesurée.

Finesse

C’est une spécification qui permet d’estimer l’influence de la présence du

capteur et de ses liaisons sur la valeur de la grandeur physique a mesurée. La

finesse doit être la plus grande possible pour ne pas perturber le système.

Fidélité, Justesse et précision (Stabilité de mesure) :


Identification des erreurs de mesure sur chantier

Erreur de décalage (BIAIS):

Il faut prendre deux points de mesures s’il est possible à 25% et 75% de

l’étendu de mesure et calculer

Erreur de pente :

On peut déterminer la pente et le décalage en même temps de la droite de

mesure par prise de deux points, soit ܯ = ݎݑݏ etݔ = ݎ ݎݑ

alors on fait deux mesures et on peut écrire deux équations à deux inconnus:

1 ଵ = ⋅ ଵܯ + Et 2 ଶ = ⋅ ଶܯ +

Avec b : Décalage (BIAIS, OFFSET)

Et a : Pente (GAIN)


Pour = 1 =ݐ 0 alors l’instrument est bien étalonné, mais pour le cas

contraire il faut introduire ces paramètres dans le menu du transmetteur s’il est

possible ou encore dans le régulateur (API ou PC).

Exemple pratique : Pour capteur transmetteur de pression absolue

Etendu : 2…5 bars, Signal 4 … 20 mA On utilise une balance manométrique :

ଵ = 2,720 ଵܯݎݑݏݎ = 8 ܣ ݐ ଶ = 4,280 ଶܯݎݑݏݎ = 16 ܣ

Alors ଵ = 24% ଵܯݎݑ = 25% ݐ ଶ = 76% ଶܯݎݑ = 75%

Tout calcul fait = 1,04 =ݐ −2% = , −

Erreur de Linéarité :

Quand la relation = ܯ + n’est pas validée alors la caractéristique

de conversion de la capture n’est plus une droite.

Faut-il alors chercher un modèle polynomial :

= ܯ + ଵܯ

ଵ + ⋯+ ଵܯ +

Ou encore exponentiel :

= ெܣ

En pratique, sur les instruments numériques on force plusieurs points de

M selon une PV donnée (voir les instruments à configuration via PC)


Erreur d’Hystérésis :

Ce phénomène est naturel, qui dépend des caractéristiques intrinsèques du

corps d’épreuve du capteur, il est néfaste pour la régulation continue.

Il s’aggrave de plus en plus avec l’âge et l’usage intense ainsi que la

franchise de quelques limites d’utilisation

La procédure d’identification de l’Hystérésis est la suivante :

(%)ܪ2 =−ଶܯ ଵܯ

ெܯ ூ− ܯ × 100

Exemple pratique : Pour un capteur transmetteur de température

Etendu : 20…80 °C, Signal 4 … 20 mA. On utilise un four étalon :

On applique PV=65°C alors M1=15,950mA, puis PV+ΔPV=68°C et on

réapplique PV=65°C alors M2=16,020mA, d’où :

(%)ܪ2 =16,02− 15,95

20− 4× 100 = 0,4375% ܪ ≈ ∓0,22%

Comparer cette valeur à l’Hystérésis prédit par le constructeur ou à

l’historique des autres essais ultérieurs.

Appliquer PV parun calibrateur

Prendre la mesureM1 après stabilité Appliquer PV+ΔPV

Attendre la stabilitépuis réappliquer PV

Prendre la mesureM2 après stabilité Calculer H±


Erreur de Mobilité :

Sous l’effet de l’âge et du mauvais stockage, le capteur devient de plus en

plus immobile pour les plus petites valeurs

La mobilité d’un capteur est son aptitude à capturer la plus faible valeur

prédite (exemple : une graduation) l’une après l’autre sans sursauter une valeur.

La procédure d’identification de la mobilité est la suivante :

Il faut que − ଵ = ܯ − ଵܯ =

Exemple pratique : Pour une balance

électronique à ± 0,1 gramme. On pèse un

étalon de 500,00g alors M0=499,4g on

ajoute un étalon 0,1g etc.…

Pour −ସܯ ଷܯ ≠ ସ− ଷ donc il ya

une erreur de mobilité.

Appliquer PV parun calibrateur

Prendre la mesureM0 après stabilité Appliquer PV+1Gr

Prendre la mesureM1 après stabilité Appliquer PV+2Gr

Prendre la mesureM2 après stabilité

Refaire jusqu'àPV+4Gr Détecter la mobilité : m

Etalon PV Affichage M m

PV0 = 500,00 M0 = 499,4 0,1

PV2 = 500,10 M1 = 499,5 0,1

PV2 = 500,20 M2 = 499,6 0,1

PV3 = 500,30 M3 = 499,7 0,1

PV4 = 500,40 M4 = 499,7 0


Techniques de la Maintenance instrumentale


SSYYMMBBOOLLIISSAATTIIOONN

Nécessité de la symbolisation :

La symbolisation désigne la capacité à développer des représentations de

procédé de régulation et expliquer la nature des instruments, leurs positions et

liaisons dans la chaine de mesure :


Symboles

LIAISONS

Les symboles de liaison montrent la nature de la communication entre

deux instruments ou le montage d’un instrument sur le procédé, et les symboles

les plus utilisés dans les schémas d’instrumentations industriels :

► Liaison procédé instrument : le procédé peut être une citerne, four ou

tuyauteries :

► Liaison électrique inter instrument : entre deux instruments de type

différent ou de même type, c’est la liaison la plus courante :

► Liaison hydraulique inter instrument : entre deux instruments qui se

communique par un signal standard à base hydraulique :

► Liaison pneumatique inter instrument entre deux instruments qui se

communiquent par un signal standard 0,2 … 1 bar à base pneumatique :

Instrument #2

Instrument #2

Instrument #2

Procédé Instrument

Instrument #1 1.38

Instrument #1

Instrument


► Liaison sans fil : de nature sonique ou hertzienne comme le radio,

reliant la commande à l’action généralement pour les sites à risques :

► Liaison numérique : C’est la liaison entre un PC ou PLC avec un

régulateur numérique ou par interfaçage par bus de liaison ou logiciel de

pilotage et de supervision :

Instruments

►Instrument monté localement : Il doit être visible pour les contrôleurs

qui passent devant le procédé :

Généralement c’est un afficheur ou indicateur :

►Instrument monté sur tableau en salle : Dans la salle sous atmosphère

contrôlé, soit des régulateurs ou enregistreur

►Instrument monté sur tableau local : Près du procédé ou sur les portes

des armoires électriques, soit des régulateurs ou enregistreur :

►Instrument non monté en façade : Qui n’a aucune contrainte de

position de montage en avant ou en arrière, caché dans les tuyauteries : soit des

actionneurs, des capteurs et transmetteurs :

Instrument #1Instrument #2

Instrument #1Instrument #2


Ainsi le reste des symboles des instruments :

Symboles des Vannes

Vanne à commandemanuelle

Vanne auto-servo-moteur à membrane

Vanne auto-servo-moteur à piston

Vanne auto-servo-moteur électrique

Vanne auto-servo-moteur à membrane équipéed’un positionneur

M

0,2….1 bar


Code des fonctions

Aux symboles graphiques sont associés des groupes de lettres et de

chiffres qui vont permettre aux techniciens de définir :

La grandeur physique mesurée

La ou les fonctions des instruments

L’unité ou l’atelier dans lesquels les instruments sont installés

Le numéro d’ordre des appareils dans la chaîne de mesure

En règle générale, on trouve :

T I C

Groupe des lettres

Grandeurphysique mesurée

Fonctions desInstruments

2 0 0 5

Repère de l’unitéde l’atelier

N° d’ordre dansla boucle

Groupe des chiffres


Signification des lettres

Grandeur physique(1ère lettre)

Fonction des instruments(autres lettres)

A Analyse % Alarme

B Combustion Au Choix

C Conductivité électrique -1 Régulation Controller

D Masse volumique Kg/m3 Différence Differential

E Tension, force électromotrice V Elément primaire capteur

F Débit Flow Kg/s m3/h Rapport Fraction

G Au Choix Verre Glass

H Commande manuelle Hand H- Haut, HH- Très Haut High

I Intensité A Indication Indicator

J Puissance KW Scrutation (correction)

K Temps ou programmation s Poste de contrôle

L Niveau Level m L- Bas LL- Très bas Low

M Humidité % Moyen intermédiaire

N Viscosité cPo Ct Au Choix

O Au Choix Ouvert diaphragme (restriction)

P Pression ou dépression Mpa Point d'essai

Q Qualité, comptage sans Intégration ou totalisation Compteur

R Rayonnement Lux Lumens Enregistrement Recorder

S Vitesse Speed m/s Sécurité

T Température °K Transmission Transmitter

U A variables multiples Multifonction

V Vibration dB grandeur mécanique Vanne Valve

W Masse Kg ou force Weight N Protection

Y Evènement TOR Relais (Conversion)

Z Position, Longueur Elément de régulation final Actionneur


Exemple de combinaison

FI : Flow Indicator : Indicateur de débit.

FIC : Flow Indicator Controller : Régulateur Indicateur de débit.

FIR : Flow Indicator Recorder : Enregistreur Indicateur de débit.

LI : Level Indicator : Indicateur de Niveau.

LIC : Level Indicator Controller : Régulateur Indicateur de Niveau.

LT : Level Transmitter: Transmetteur de Niveau.

PI : Pressure Indicator : Indicateur de pression (manomètre).

PIT : Pressure Indicator Transmitter:Transmetteur Indicateur de pression.

PIR : Pressure Indicator Recorder : Enregistreur Indicateur de pression.

TI : Temperature Indicator : Indicateur de température (thermomètre).

TE : Temperature Element : capteur de température (thermocouple).

Exemples COMPLETS

Régulateur Enregistreur Indicateur de Pression sur

tableau local dans l’atelier n°2 en 1ère position

PIRC

21

Indicateur de Vitesse monté sur tableau en salle

dans la boucle n°3 en deuxième position

SI

3002

Vanne de Régulation de Débit non monté en façade

dans l’atelier n°1 en 5ème position

FCV

1005


CHAINE Symbolisée

LCV

101

LI

101

LE

101

LIC

101

HV

LT

101

102

LI

SP (m)

PV (m)

M(Spécial)

M (mA)

CO (mA)

Y (%)

Y (L/s)

PIT

101

PIC

101

PCV

101

SP (bar)

CO (mA)

M (mA)

PIR

101

Y (%)

PV (bar)

Y (Kg/s)


LLEESS RREESSEEAAUUXX DD’’IINNSSTTRRUUMMEENNTTAATTIIOONNSS

Réseaux industriels

PROFIBUS en Allemagne.

FIP en France

Danish P.Net

MODBUS aux U.S.A.

Types des Réseaux industriels

On distingue trois types de réseau

Star Réseau ETOILE Ring Réseau en ANNEAU

Bus Tout le monde sur les mêmes fils.


Les Quatre niveaux d’un réseau industriel


SCADA

Est l'acronyme de Supervisory Control And Data Acquisition

(commande et l'acquisition de données de surveillance). L'idée générale est

celle d'un système de télégestion à grande échelle réparti au niveau des mesures

et des commandes. Des systèmes de SCADA sont employés pour surveiller ou

commander le produit chimique ou pour transporter des processus, dans les

systèmes municipaux d'approvisionnement en eau, pour commander la

génération d'énergie électrique, la transmission et la distribution, les

canalisations de gaz et de pétrole, et d'autres protocoles industriels.


Support de câblage

Twisted pairs , 375 k bit/s jusqu’à 300 m

Multi paires blindées évite l’inter modulation entre paires pour FIP

Standard 2 paires blindées, 1 M bit/s jusqu’à 2000m

Coaxial: très grand débit, plusieurs messages simultanés

Fibre optique : 1 seule fibre, 1 G bit/s (fort coûteux).

WIRELESS : Sans fil, ondes radio ou infrarouge.

Débit de communication numérique Série

Reproduction sans préavis du concepteur n’est pas autorisée, Contacter [email protected]

Documents

Instrumentation Industrielle 2010R2 - cira-couffignal.fr · Le 3ème fils doit servir pour la mesure de la résistance tout le long de la distance de câblage de la sonde platine