Code Module de base et contrôle du niveau complet avec optionnels code

Transcription

1 AUTOMATISATION ET CONTRÔLE DE PROCÉDÉ MPCT - Trainer Modulaire pour le Contrôle de Procédé Code Module de base et contrôle du niveau complet avec optionnels code Généralités Didacta propose une solution absolument nouvelle pour l'étude des techniques de contrôle de procédé, caractérisée par: Coût limité; Haute modularité et expansibilité; Nombreuses possibilités d'application et travaux pratiques prêts pour l'emploi; Logiciel éducationnel pour Windows. Tout cela est obtenu par le biais d'une architecture ouverte constituée d'un système de base qui permet déjà les premiers exercices sur le contrôle du niveau, ainsi que de kits supplémentaires pour réaliser respectivement le contrôle du débit, le contrôle de la pression, le contrôle de la température, le contrôle de ph et de conductibilité. Le système MPCT est un instructeur fondé sur un Ordinateur Individuel, modulaire et au coût limité, pour l'étude des techniques de Contrôle du Procédé. Le module de base comporte l'appareillage électrique et les composants pour le contrôle du Niveau. Des kits supplémentaires permettent de réaliser le contrôle du flux, de la pression, de la température, de ph et de conductibilité, en utilisant la plupart des composants du module de base. Une carte A/D-D/A et un logiciel extrêmement avancé permettent de réaliser le contrôle et d'introduire des dérangements par voie logicielle en temps réel, de sélectionner les paramètres de contrôle PID ou ON-OFF, de sélectionner le niveau ou le type du Point de Réglage et du dérangement, d afficher les grandeurs en jeu, etc. Ainsi il est possible de réaliser l'activité de laboratoire de manière extrêmement productive dans des conditions qui sont très proches de celles du domaine industriel. DIDACTA Italia S.r.l. - Strada del Cascinotto, 139/ Torino - Italy Tel Fax info@didacta.it

2 2. Composition Le groupe est constitué de: Module de base et contrôle du niveau (Code ); Kit optionnel pour le contrôle du débit (Code ); Kit optionnel pour le contrôle de la pression (Code ); Kit optionnel pour le contrôle de la température (Code ); Kit optionnel pour le contrôle du ph (Code ); Kit optionnel pour le contrôle de la conductibilité (Code ); Logiciel didactique de réglage CRS/MPCT (Code ); Réglage électronique optionnel MiniReg (Code ). Fig.1 Composition du groupe Fig.2 Schéma du module de base pour le contrôle du niveau (niveau température IN, signal réglage OUT1, signal turbulence OUT2) 3. Description Module de base et de contrôle du niveau (code ) Il est formé de: Réservoir eau en acier inoxydable Réservoir transparent gradué en plexiglas (dimensions diam. 40 x 300 mm); 2 pompes péristaltiques actionnées par un moteur c.c. à magnétos permanentes rétroactionné avec signal tachymètrique, respectivement pour le contrôle de la grandeur réglée et du dérangement (débit maximum 7 l/h); Transducteur de pression mbar avec sortie normalisée ma; Unité d'alimentation électrique, conditionnement et visualisation des signaux; Carte A/D-D/A à 12 bits pour Ordinateur Individuel. Le module de base permet sans aucune adjonction d'étudier le réglage du niveau suivant le schéma de la Fig. 2. Dans ce cas le transducteur de pression fournit un signal électrique correspondant au niveau du liquide dans le réservoir gradué. Le signal régulateur agit sur le débit à l'entrée du réservoir alors que le signal de dérangement agit sur le débit à la sortie. L'appareillage électrique fourni avec le module de base est déjà prédisposé pour tous les kits optionnels: il comporte par exemple l'adaptateur pour la sonde PT100 comprise dans le kit température et le convertisseur fréquence/tension pour le kit débit. Les modules supplémentaires peuvent donc être installés même par l'utilisateur d'une manière très simple et rapide à n'importe quel moment. Kit pour le contrôle du débit, optionnel (code ) Il est composé de: Turbine pour le mesurage du débit; Débitmètre pour la lecture directe du débit (débit maximum 12 l/h. Si on utilise les pompes et l'appareillage électrique compris dans le système de base on peut réaliser le schéma de la Fig. 3 et réaliser un procédé dans lequel la grandeur contrôlée est un débit. Page 2

3 Fig.3 Schéma du module de base avec kit de contrôle de débit (signal débit IN, signal réglage OUT1, signal turbulence OUT2) Kit pour le contrôle de la pression, optionnel (code ) Il est composé de: Bouchon à bornes de Hoffmann pour le réservoir du module de base; Manomètre mécanique en U mbar; Raccords Fig.4 Schéma du module de base avec kit de contrôle de la pression (signal pressure IN, signal réglage OUT1, signal turbulence OUT2) Le kit permet de réaliser un nouveau procédé dans lequel la variable réglée est la pression de la chambre d'air comprise entre le liquide dans le réservoir et le bouchon étanche, suivant le schéma de la Fig. 4. La pression est contrôlée à travers le débit d'eau en entrée tandis que le dérangement est créé à travers la variation du débit à la sortie. Kit pour le contrôle de la température, optionnel (code ) Il est composé de: Résistance chauffante 200 W; Thermorésistance Pt100; Thermomètre pour la lecture de la température dans le réservoir de l'eau chaude; Thermostat bimétallique pour le contrôle de la température maximum A présent on peut réaliser un procédé dans lequel la grandeur réglée est la température d'un liquide, suivant le schéma de la Fig. 5. La grandeur contrôlée est la température du liquide près du mélangeur, acquise à travers la sonde PT reliée à l'appareillage électrique pour la visualisation digitale en degrés centigrades et la transmission du signal électrique à la carte A/D-D/A. L'action de réchauffement est assurée par le serpentin électrique fourni dans le kit alors que l'action de refroidissement est assurée par l'eau froide contenue dans la cuve de déchargement. Le signal régulateur agit sur le débit de l'eau chaude tandis que le signal de dérangement provoque la variation du débit de l'eau froide entrant dans le mélangeur. Si on désire poursuivre le contrôle pendant longtemps, il faut éviter que l'eau dans la cuve de déchargement ne se réchauffe trop en prévoyant une alimentation d'eau auxiliaire extérieure et en permettant le déchargement, encore à l'extérieur, de l'eau chaude. A B Pump 2 Pump 1 OUT1 OUT2 IN C.R.P. Fig.5 - Schéma du module de base avec kit de contrôle de la température (signal température IN, signal réglage OUT1, signal turbulence OUT2) Fig.6 - Schéma du module de base avec kit de contrôle du ph (signal ph IN, signal réglage OUT1, signal turbulence OUT2)

4 Kit pour le contrôle du ph, optionnel (code ) Il se compose de: Réservoir pour la solution de dérangement et celle corrective, réalisé en acier ; Sonde pour la mesure du ph; Agitateur pour mélanger la solution à contrôler Le kit permet de réaliser un procédé dans lequel la variable réglée est le ph d un liquide, suivant le schéma de la Fig. 6. Le ph est acquis par une sonde liée à l appareillage électrique pour la visualisation digitale et la transmission du signal électrique à la carte AD/DA. Dans le réservoir on utilise du mélange acide comme solution de dérangement, ainsi qu on emploie du mélange basique comme solution corrective. Dans le réservoir principal de l unité on place le liquide dont il faut contrôler le ph. L utilisateur établit le débit de la solution de dérangement, tandis que ce de la solution corrective est déterminer par le signal de retour de la sonde de ph; la vitesse des pompes est réglable et permet de cette façon de varier le débit des deux fluides. En outre, c est possible d employer un mélange basique comme solution de dérangement et un mélange acide comme solution corrective. Kit pour le contrôle de la conductibilité, optionnel (code ) Il se compose de: Sonde pour la mesure de la conductibilité Le kit permet de réaliser un procédé dans lequel la variable réglée est le ph d un liquide, suivant le schéma de la Fig. 6. La conductibilité est acquise par une sonde liée à l appareillage électrique pour la visualisation digitale et la transmission du signal électrique à la carte AD/DA. On varie la conductibilité en augmentant ou réduisant la température de l eau. Donc, on peut la régler en variant le débit de l eau froide (ou chaude) nécessaire à approcher le set-point. Le kit pour le contrôle de la conductibilité doit être fournie avec le kit optionnel pour le contrôle du ph (Code ) COLD HOT Pump 2 Pump 1 OUT1 OUT2 IN C.R.P. Fig.7 - Schéma du module de base avec kit de contrôle de la conductibilité (signal conductibilité IN, signal réglage OUT1, signal turbulence OUT2) Fig.8 Logiciel didactique de réglage CRS/MPCT Logiciel didactique de réglage CRS/MPCT (code ) Le logiciel de contrôle et de monitorage permet de réaliser un contrôle digital par voie logicielle du type PID ou ON-OFF pour tous les procédés prévus. Il n'est donc pas nécessaire d'acheter un autre logiciel pour utiliser les kits supplémentaires. On peut sélectionner de manière indépendante et en temps réel les constantes relatives au type de contrôle (bande proportionnelle, temps intégral et temps dérivatif pour le PID, bande d'hystérésis pour le contrôle ON-OFF), ainsi qu'au niveau et à la pente du point de réglage. Le dérangement peut également être introduit par voie logicielle. On peut choisir entre des types différents de dérangement: impulsion, gradin, rampe, sinusoïde, et vérifier la réponse du système dans les différents cas. Le logiciel permet de afficher le procédé en temps réel en montrant à l'écran le diagramme de la grandeur réglée, du signal régulateur et du pont de réglage en fonction du temps (voir la Fig. 8). Ce diagramme peut être imprimé à n'importe quel moment alors que les échantillons des signaux et les paramètres de contrôle peuvent être sauvegardés sur fichier, en format ASCII, ou imprimés. Il est aussi possible d'utiliser le logiciel uniquement pour acquérir et visualiser les signaux régulateurs et réglés en utilisant pour le contrôle un réglage extérieur de type électronique (par ex. le Réglage Electronique optionnel). Si on utilise un réglage électronique doté d'une entrée pour Point de réglage distant, comme le réglage Electronique optionnel, on peut varier à partir du logiciel le Point de réglage du réglage en simulant ainsi un procédé avec réglage local et sélection du point de réglage distant et en visualisant à l'écran les signaux intéressés. Réglage Electronique Optionnel MiniReg (code ) Le réglage électronique MiniReg est un instrument hautement fiable, réalisé avec la technologie digitale à microprocesseur, en mesure de régler n'importe quelle grandeur physique acquise à travers des transducteurs avec sortie électrique de type normalisé. Page 4

5 Le Réglage Electronique à trois actions (Proportionnelle, Intégrale, Dérivative) a les caractéristiques suivantes: Point de réglage à sélectionner manuellement en mode direct ou à l'extérieur à distance; Sélection d'un Point de réglage en rampe dont la pente peut être calculée sur la base d'une heure; Possibilité de sélectionner des alarmes de maximum et de minimum indépendantes; Mémoire pour la sauvegarde des paramètres sélectionnés; Simple programmation et rappel des données sur clavier; Visualisation claire de paramètres et d'alarmes sur afficheur; Possibilité de "Self-Tuning" et détermination automatique des paramètres de réglage optimal. 4. Applications Etude des procédés réalisés avec les différents kits et des composants employés (par ex. relevé de la caractéristique de la thermorésistance employée dans le contrôle de la température ou de la turbine employée dans le contrôle du débit); Contrôle manuel du procédé; Détermination des caractéristiques du système en boucle ouverte; Détermination des caractéristiques du système en boucle fermée avec contrôle PID et vérification de l'effet séparé des trois actions de réglage, proportionnelle, intégrale, dérivative; Etude de la stabilité du système dans les différentes conditions et calibrage des différentes actions de réglage; Détermination des caractéristiques du système en boucle fermée avec contrôle ON-OFF; Comparaison entre procédés ayant des constantes de temps différentes (niveau, flux, pression, température ph et conductibilité) et entre les problèmes en rapport avec le contrôle correspondant; Etude de la réponse du système à des dérangements de types différents (impulsion, gradin, rampe, sinusoïde); Démonstration sur l'emploi d'un réglage local de type électronique avec entrée pour point de réglage distant. 5. Configuration demandée PC Matériel OI minimum Pentium avec disque dur, (> 10Gb), lecteur de CD, carte graphique SVGA minimum, souris, 32 Mb porte USB. Imprimante graphique. Logiciel Windows XP ou suivantes. 6. Services demandés Alimentation électrique: 220/240 V CA - 50/60 Hz; 7. Poids et dimensions Système de base Dimensions: 700x400x1000 mm Poids: 50 kg Kits supplémentaires Ils sont constitués d'éléments différents au poids et aux dimensions limitées. Réglage électronique optionnel Dimensions: 200x350x200 mm Poids: 1,5 kg

6 Cod. R00440/F 0910 Ed. 01 Rev. 04 A n'importe quel moment et sans préavis, la Société Didacta Italia pourra apporter, en tenant les caractéristiques essentielles décrites aux propres produits, les modifications les plus opportunes, selon les exigences de caractère constructif ou didactique. Page 6