AFM023P Banc de formation aux procédés de base — Équipement pédagogique et didactique pour le contrôle de procédés1 Aperçu du produit
1.1 Présentation générale
Le « contrôle de processus » est l'abréviation de « contrôle automatique des processus de production » ; il constitue une composante essentielle de la technologie de l'automatisation. Ce terme désigne généralement le contrôle continu ou automatique des processus de production dans divers secteurs industriels, tels que le pétrole, la chimie, l'énergie électrique, la métallurgie, l'industrie légère, les matériaux de construction, l'énergie nucléaire, etc. Dans les processus de production industrielle modernes, la technologie de contrôle de processus joue un rôle de plus en plus important pour l'atteinte d'indicateurs technico-économiques optimaux, l'amélioration de l'efficacité économique et de la productivité du travail, l'amélioration des conditions de travail et la protection de l'environnement écologique.
En s'appuyant sur les technologies clés et les systèmes d'équipement qui incarnent les systèmes d'automatisation et d'information des entreprises de processus industriels, nous avons conçu et fabriqué un dispositif pédagogique complet de type laboratoire professionnel pour le contrôle avancé de processus, et avons établi une base de pratique en ingénierie pour les laboratoires de spécialité.
Ce dispositif de formation bénéficie d'une conception rationnelle et d'une grande polyvalence. Il permet non seulement de répondre aux exigences de l'enseignement expérimental des cours connexes en automatisation industrielle, en contrôle automatique et dans d'autres spécialités de niveau universitaire (licence et cycle court), mais convient également aux étudiants de cycles supérieurs pour leurs travaux de recherche et de développement.
1.2 Caractéristiques
1. Il repose sur un châssis en profilés d'aluminium industriels, une conception à structure transparente et une interface ouverte.
2. Le produit adopte une structure de type « bureau » (compacte), un châssis entièrement en alliage d'aluminium et une conception dissociant l'objet à contrôler du système de contrôle lui-même. Les deux éléments peuvent être disposés conjointement sur un plan de travail ou placés séparément selon les besoins.
3. Les interfaces d'entrée et de sortie du dispositif offrent une excellente compatibilité. L'unité d'actionnement et l'unité de contrôle principale (API) peuvent être remplacées aisément ; le dispositif peut ainsi servir de mécanisme de charge pour des circuits électroniques, d'objet d'exécution pour un système de contrôle par API, et peut être étendu ou mis à niveau selon les besoins.
4. Les cinq dispositifs de détection et de mesure thermique — température, débit, niveau de liquide, pression et composition — largement utilisés dans l'industrie sont intégrés de manière diversifiée, permettant ainsi de concevoir et de réaliser des expériences variées et pertinentes.
5. Le concept de contrôle par partage de temps permet d'acquérir simultanément deux ou trois paramètres — par exemple, un ensemble de mesures de débit et un ensemble de mesures de température. Le système objet est intégralement réalisé en alliage d'aluminium. D'un point de vue esthétique — et sans jamais perdre de vue les principes d'ingénierie — le système d'équipements du laboratoire professionnel de génie des procédés a été repensé et structuré ; il est destiné à devenir un laboratoire de démonstration résolument moderne et en phase avec son époque.
6. Ce dispositif permet de réaliser les projets de formation de base en contrôle des procédés ; il assure les fonctions de régulation et de réglage PID pour cinq paramètres clés : le débit, la température, la pression, le niveau de liquide et la composition, permettant ainsi d'atteindre une grande variété d'objectifs pédagogiques et de formation.
2 Paramètres de performance
1. Alimentation électrique : triphasée à cinq fils, 380 V ± 5 %, 50 Hz ;
2. Signal de commande : tension 0–10 V / 4–20 mA ;
4. Environnement de fonctionnement : -10 °C à +40 °C ; humidité relative : 20 % à 90 % (sans condensation) ;
5. Conditions de travail : température ambiante de -10 °C à +40 °C ; humidité relative < 85 % (à 25 °C).
3 Composition du produit
(1) Section de commande
1. Relais intermédiaire
2. Alimentation des instruments
3. Automate programmable (PLC)
4. Disjoncteur
5. Contacteur CA
6. Capteur de température
7. Interrupteur
8. Écran tactile
9. Alimentation 24 V
10. Variateur de fréquence (Onduleur)
11. Alimentation réglable
12. Bornier de raccordement
13. Boutons et voyants
(2)
1. Réservoir d'eau en acrylique
2. Boîtier d'alimentation
3. Schéma de principe de fonctionnement
4. Réservoir d'eau de chauffage
5. Serpentin
6. Réservoir de stockage d'eau
4 Contenu des expériences
1. Expérience de compréhension de la structure d'un système de commande de processus
(1) Compréhension de la structure matérielle de l'équipement de commande et de test de processus ; expérience de composition et de raccordement du schéma de commande
(2) Expériences de mise en œuvre et de réglage des paramètres d'instruments intelligents (tels que les transmetteurs intelligents)
(3) Étalonnage des capteurs (décalage du zéro et réglage de la plage de mesure)
2. Expérience de caractérisation de l'objet contrôlé
(1) Expérience de caractérisation d'un réservoir d'eau à capacité unique
(2) Expérience de caractérisation d'un réservoir d'eau à double capacité (double rétention)
3. Expérience sur les systèmes de commande à boucle unique
(1) Mise en pratique du système de commande à boucle unique
(2) Expérience de régulation de niveau constant pour le réservoir supérieur (ou intermédiaire, ou inférieur)
(3) Expérience de régulation de niveau constant pour le réservoir à double capacité
(4) Expérience de régulation de la température statique de l'eau du réservoir de la chaudière
(5) Expérience de régulation de la température dynamique de l'eau du réservoir de la chaudière
(6) Expérience de régulation de la température de l'eau de la double enveloppe de la chaudière
(7) Expérience de régulation du débit de la dérivation de la vanne électrique
4. Expérience sur les systèmes de commande en cascade
(1) Mise en pratique du raccordement d'un système de commande en cascade
(2) Expérience de régulation de niveau en cascade pour le réservoir d'eau
(3) Expérience de régulation en cascade du niveau du réservoir inférieur et du débit de la vanne de commande électrique
5. Expérience sur les systèmes de commande proportionnelle
(1) Expérience de régulation de rapport de débit à boucle fermée unique
(2) Expérience de régulation de rapport de débit à double boucle fermée
6. Expérience de commande par logiciel de configuration industrielle
(1) Température de l'eau Expérience de régulation à retard pur
(2) Expérience de régulation du débit à retard pur
7. Expérience de régulation de la pression
