Régulation et asservissement : notions d Automatique :

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1 1. Définiion : Régulaion e asservissemen : noions d Auomaique : Auomaisaion : ensemble s procédés visan à réduire ou à supprimer l inervenion humaine dans les processus producion. L auomaique ou éu s sysèmes régulés es basée sur l éu héorique la s sysèmes pour améliorer la producivié e la qualié s producions indusrielles. 2. Définiion d un sysème en auomaique : Définiion : C es un ensemble organisé dans un bu fixé ( processus fabricaion d un produi par exemple ) Caracérisaion d un sysème : Enrée Sorie Signal : Granur physique générée par un appareil ou raduie par un capeur ( empéraure ) don la valeur peu évoluer dans le emps. Signal d enrée : indépendan du sysème, il peu êre commandable ( signal provenan d une inervenion humaine par exemple ) ou non commandable ( perurbaion : empéraure ambiane ). Signal sorie : dépend du sysème e du signal d enrée en boucle ouvere : Définiion : sysème don on n'a aucune informaion sur la granur à r. Exemple : réglage la empéraure d un four Acion ( débi du gaz combusible ) ( T=50 C) réglage Four Ts Perurbaion ( pièces frois) Régulaion e asservissemen 1 / 7

2 Avanages e inconvéniens : sysème «aveugle», pas correcion possible ( les perurbaions ne son pas prises en compe) mais rapi e relaivemen sable à boucle fermée : Définiion : le réglage la granur sorie ce sysème es amélioré par la connaissance l évoluion cee granur dans le emps uilisaion d un capeur empéraure dans l exemple précén : Comparaison enre la granur désirée e la granur réelle => acion sur le sysème réglage Acion ( débi du gaz combusible ) Perurbaion ( pièces frois) ( T = 50 C) réglage Four Ts Capeur empéraure Avanages e inconvéniens : sysème précis, il y a une correcion ( prise en compe s perurbaions ), mais la rapidié e la sabilié peuven êre affecées ( emps réacion non nul dû à l aene la mesure la granur sorie pour réagir).les echnologies acuelles permeen limier ces phénomènes en prédéerminan le fuur. 3. Concepion s sysèmes : 3.1.Composiion : Le sysème auomaisé es composé d un sysème e du sysème à r (moeur, four, ec...). Perurbaions Acion à r Sorie Régulaion e asservissemen 2 / 7

3 3.2. Définiions s paramères d un sysème : :, bu fixé. Exemple : Obenir une empéraure l eau du sysème Evoluherm égale à 50 C. Acion : Acion suscepible changer l éa du sysème à r. Elle es élaborée en foncion s ordres. Perurbaions : variable aléaoire qui agi sur la granur sorie. Sorie : variable à conrôler. Exemple : Perurbaions ( pièces frois, empéraure exérieure,... ) ( T = 50 C ) réglage Acion ( modulaion d'énergie élecrique ) à r Sorie 4. Consiuion e propriéés d une boucle régulaion : 4.1. régulaion analogique d un sysème Perurbaion Z + Xc - Ecar Ur Ys Régulaeur Acionneur Process M Transmeeur Yc Capeur empéraure Régulaion e asservissemen 3 / 7

4 4.2. Propriéés : Définiions : Asservissemen : Un sysème asservi es un sysème di suiveur, c es la consigne qui varie. suivi d une consigne pour aeindre une posiion voulue Régulaion : Dans ce cas, la consigne es fixe e le sysème doi compenser l effe s perurbaions. réglage la empéraure d un bain dans lequel s pièces frois son plongées Propriéés d un sysème conrôlé : Le rôle l auomaicien es concevoir un sysème régulaion auomaique qui soi : - Sable : La granur sorie doi converger vers une valeur finie si le signal d enrée es aussi limié. - Précis : La granur à obenir doi êre la plus proche celle désirée. - Rapi : Il doi répondre rapimen à une perurbaion ou à une solliciaion. Enrée ( consigne ) Sorie Sabilié Précision Rapidié 5. Technologie s régulaeurs : 5.1. Définiion : Un régulaeur es un mécanisme auomaique qui élabore un signal noé U en foncion l écar réglage «Mesure» noé «Xc M» selon un algorihme calcul donné f : U = f ( Xc, M ) = f ( ) avec : écar ou erreur M : mesure, elle provien du ransmeeur ( image la granur à régler ), elle es normalisée ( 4-20mA, 0 10V ) Yc : exerne, définie par l opéraeur ou par un insrumen exerne ( superviseur ) U : Sorie du régulaeur, signal qui agi sur l acionneur ( exemple : modulaeur d énergie ) Régulaion e asservissemen 4 / 7

5 Xc + - Régulaeur Xc - M Algorihme Acionneur Ur Process Ys Mesure M Transmeeur Capeur 5.2. Régulaeur «Tou ou Rien» : ( On-Off conrol ) Définiion : Un régulaeur «Tou ou Rien» es un régulaeur qui élabore une acion disconinue qui prend ux posiions ou ux éas 0 e 1 ( ou 0 e 100% ). 100% 0% 0 1 Foncionnemen = 100 % pour < 0 = 0 % pour > 1 Domaine d uilisaion : Ces régulaeurs son uilisés pour la s sysèmes ayan une gran inerie e où la précision régulaion n es pas imporane. Régulaion empéraure ( banc Evoluherm ) Rôle l hysérésis : améliore la sabilié du sysème. Exemple : Réglage la empéraure d un liqui dans un bain ( Traiemen surface ) Régulaion e asservissemen 5 / 7

6 Régulaeur Modulaeur Thermoplongeur + Capeur Tc Tc - M % Tempéraure 0 % Ur We ( Ur ) Tmin Diff Tmax Mesure M ( image la empéraure réelle ) Condiionneur image T réel Eau Evoluion emporelle : Tempéraure du bain Tmax Tconsigne Tmin Tou Rien T R 5.3. Régulaeur «Proporionnel» : Définiion : Régulaeur Xc Xc - M + - K M Mesure Régulaion e asservissemen 6 / 7

7 Loi générée par le régulaeur : = K * ( Xc M ) + U 0 U 0 es appelé cenrage la ban proporionnelle Ban proporionnelle : C es la variaion en % l enrée du régulaeur pour que la sorie celui-ci varie 100% à 0 %. Elle es inversemen proporionnelle au gain du régulaeur. Celui-ci es donc plus sensible lorsque la ban proporionnelle es plus en plus peie, mais cela peu provoquer l insabilié du sysème. BP = 100 / K avec BP en % e K : gain du régulaeur Evoluion en foncion Xc, M e K : 100 % 0 % Xc Mesure M Ban proporionnelle Xconsigne Régulaion e asservissemen 7 / 7

2/20 1) L e L s di ff f érent n s t ypes de ystèmes 2) L e L s s ystèmes as servis 3) S i S gnau x c anon on que qu s d ent n rée 4) C r C itères de

2/20 1) L e L s di ff f érent n s t ypes de ystèmes 2) L e L s s ystèmes as servis 3) S i S gnau x c anon on que qu s d ent n rée 4) C r C itères de 2/20 1) Les différens ypes de sysèmes 2) Les sysèmes 3) canoniques d enrée 4) Crières de qualié 5) Sabilié 6) Précision 7) Rapidié 8) Amorissemen 1) Les différens ypes de sysèmes 3/20 Vous avez di «sysème»???

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