ESSAIS FONDAMENTAUX EN TECHNIQUE DE REGULATION

Transcription

1 EQUIPEMENTS POUR L ENSEIGNEMENT TECHNIQUE EQUIPEMENTS POUR L ENSEIGNEMENT TECHNIQUE MECANIQUE APPLIQUEE & ORGANES DE MACHINE MECANIQUE APPLIQUEE & ESSAIS DE MATERIAUX Statique Dynamique Modèles Mécaniques de Démonstration Physique Appliquée Résistance des Matériaux Analyse des Contraintes Théorie des Machines Essais des Matériaux Mécanique des Structures ESSAIS FONDAMENTAUX EN TECHNIQUE DE REGULATION interdisciplinaire MECATRONIQUE Métiers de la métallurgie Métiers de l électrotechnique Mécatronicien MECATRONIQUE Dessin Industriel Modèles en Coupe Métrologie d Assemblage et d Ajustage s de Production Kits d Assemblage Maintenance Contrôle de l Etat des Machines Automatisation THERMODYNAMIQUE, ENERGETIQUE INDUSTRIELLE ET DOMESTIQUE THERMODYNAMIQUE, ENERGETIQUE INDUSTRIELLE ET DOMESTIQUE Principes de Base de la Thermodynamique Applications Thermodynamiques Machines Motrices et Machines Produc trices de Travail Machines à Combustion Interne de Réfrigération et de Climatisation Systèmes Domestiques de Chauffage et de Ventilation Sanitaire MECANIQUE DES FLUIDES MECANIQUE DES FLUIDES Principes de la Dynamique des Fluides Ecoulement dans les Conduites Bancs de Démonstration de Turbomachines Turbomachines Principes de l Ecoulement d Air Hydrologie et Génie Hydraulique Eléments de Constructions de Tuyauteries Modèles de systèmes réglés aisément compréhensibles avec des logiciels comprenant des fonctions variées GENIE DES PROCEDES Température Niveau Débit GENIE DES PROCEDES Principes de Base de la Régulation Composants et Calibration Banc d Essais sur la Régulation Systèmes Industriels de Procédés de Régulation Génie des Procédés Mécaniques Génie des Procédés Chimiques Génie des Procédés Thermiques Pilotes de Procédés Industriels Pression Vitesse de rotation Position PLANIFICATION & CONSEILS SERVICE TECHNIQUE MISE EN SERVICE & FORMATION G.U.N.T. Gerätebau GmbH Fahrenberg 14 Tél: Site internet: D Barsbüttel ALLEMAGNE Fax: sales@gunt.de Utilisez notre catalogue sur CD! Consultez notre page d accueil SERIE POUR UNE INTRODUCTION AISEE A UNE THEMATIQUE COMPLEXE

2 Un concept d appareils intégratif matériel informatique et logiciel Capteur ADC Procédé Interface ordinateur USB PC Actionneur DAC Matériel informatique Modèles compacts de tables de faible encombrement Systèmes réglés typiques de la génie des procédés Un schéma de processus intégré permet une affectation aisée des grandeurs de technique de régulation Facilité d observation des processus grâce à la transparence des éléments (couvercles, récipients, conduites) Convient idéalement aux applications multipostes Passage aisé d un appareil à un autre grâce à un raccordement USB Logiciel Logiciel moderne avec fonctions de commande et acquisition de données basé sur LabVIEW fonctionnant sous Windows Régulateurs logiciels en temps réel avec sélection possible du type de régulateur: continu: P, PI, PD, PID tout ou rien: 2 points, 3 points Affi chage et mémorisation de toutes les grandeurs processus Enregistrement et analyse de réponses à un échelon en vue de l identifi cation du système Traitement de réponses à un échelon par fi ltrage et décimation Simulation de sytèmes réglés Profi ls de grandeurs de référence (programmateur) avec défi nition d une bande de tolérance Possibilité de mise en réseau Choix de la langue RT 010 Régulation de niveau 3

3 RT ESSAIS FONDAMENTAUX EN TECHNIQUE DE REGULATION Le matériel informatique: illustration de processus techniques de régulation RT 010 Régulation de niveau Mesure de niveau via capteur de pression Régulation de niveau via la vitesse d une pompe Génération de grandeurs perturbatrices via électrovanne avec l aide de modèles de sytèmes réglés réels RT 040 Régulation de température Capteur de température en trois positions Chauffage et refroidissement d un barreau métallique avec élément Peltier Ventilateur commutable pour la génération de grandeurs perturbatrices RT 050 Régulation de vitesse de rotation Capteur de vitesse de rotation inductif Régulation de la vitesse de rotation via moteur à courant continu RT 020 Génération de grandeurs perturbatrices via une charge ajustable Régulation de débit Capteur de débit à turbine Electrovanne proportionnelle comme actionneur Génération de grandeurs perturbatrices via la vitesse d une pompe RT 030 Régulation de pression Capteur de pression électronique Pompe à diaphragme à vitesse régulée comme actionneur Electrovanne pour la génération de grandeurs perturbatrices RT 060 Régulation de position Codeur rotatif comme capteur de position Régulation de position d un chariot de déplacement via motoréducteur Deux commutateurs miniatures de mise hors service en position finale 5

4 Le logiciel: utilisation aisée avec interfaces utilisateur sélectionnables Identification d un système réglé réel et adaptation des paramètres régulateur Sélection de l appareil Un logiciel pour tous les appareils de la série Sélection via un clic-souris sur l appareil choisi Enregistrement de la réponse à un échelon (système réglé de pression RT 030): Grandeur réglante en bleu Grandeur réglée en rouge Un cadre vert indique l appareil activé Sélection d autres interfaces utilisateur pour l appareil activé Schéma de processus Schéma de processus de l appareil sélectionné Champ de commande de sélection du type de régulateur et entrée des paramètres régulateur Affi chage des données en temps réel Génération de grandeurs perturbatrices Positionnement du curseur avant et après la transition de la grandeur réglée comme préparation au procédé de la linéarisation de la caractéristique Identifi cation automatique du système réglé avec le procédé de la linéarisation de la caractéristique Sortie des paramètres du système réglé Variations dans le temps Représentation des grandeurs de technique de régulation en fonction du temps Grandeur de référence (jaune) Grandeur réglée (rouge) Grandeur réglante (vert) Couleurs au choix de l arrière-plan et des lignes Paramétrage d un régulateur PI: Calcul du gain et du temps de rétablissement à partir des paramètres du système réglé déterminés Comportement de régulation d un régulateur PID avec adaptation non optimale des paramètres régulateur Observation du comportement de régulation du régulateur d après la transition de la grandeur de référence: Grandeur de référence en noir Grandeur réglée en rouge 7

5 Simulation de systèmes réglés Traitement de réponses à un échelon par filtrage et décimation Le mode de simulation du logiciel permet de traiter également des problématiques de technique de régulation pour lesquelles il n existe aucun système réglé réel. Les systèmes réglés réels possèdent généralement des propriétés complexes. Le mode de simulation permet d entrer et d étudier des fonctions de transfert élémentaires. Il devient ainsi possible de transmettre de simple façon les fondements de la technique de régulation. Identifi cation d un système réglé réel (RT 030) avec le procédé de la linéarisation de la caractéristique: Durant l enregistrement de la réponse à un échelon, une grandeur perturbatrice est à plusieurs reprises mise en circuit Les paramètres de système réglé déterminés caractérisent le système réglé perturbé Comportement intégrale Dérivée de la réponse à un échelon perturbée en mode «Filtrage» Traitement possible de la réponse à un échelon selon deux méthodes: Mise en circuit d un fi ltre passe-bas avec entrée de la fréquence limite inférieure Décimation avec entrée du incrément Comportement PT 1 Dérivée de la réponse à un échelon après mise en circuit du fi ltre passe-bas et décimation: Réduction des amplitudes par le biais du fi ltre passe-bas Non-utilisation de toutes les valeurs de mesure (décimation) Caractéristiques du mode de simulation Le système réglé est défi ni en mode de simulation par l entrée d une fonction de transfert La transition de la grandeur réglante et la réponse à un échelon du système réglé simulé sont automatiquement affi chées Tous les types du régulateur logiciel peuvent être appliqués au système réglé simulé Le comportement du système réglé simulé peut être étudié de manière analogue à celui d un système réglé réel Comportement PT 2 Réponse à un échelon avec tangente d infl exion après mise en circuit du fi ltre passe-bas et décimation: Allure plus régulière de la courbe comparativement à la réponse à un échelon non traitée La nouvelle allure de courbe conduit à une modifi cation des paramètres de système réglé déterminés 9

6 Changement aisé entre les appareils de cette série UN logiciel pour TOUS les appareils Raccordement USB Possibilité d accès à des postes de travail individuels via un réseau local Projection des diagrammes de processus survenus pendant les différents essais Possibilité de discuter en groupe de différents résultats des essais Le modèle RT 030 Régulation de pression est encore en service. Dans la fenêtre «Sélection de l appareil» du logiciel, un clic-souris permet de passer du RT 030 au RT 010. Le câble USB est retiré du modèle RT 030 et connecté au modèle RT 010. Le cadre vert indique l appareil activé. Il est alors possible de travailler avec le modèle RT 010 Régulation de niveau. Photo de cours: montrant un enseignant expliquant l évolution temporelle d un processus survenu sur le modèle RT 030 Régulation de pression. 11