Contrôle et surveillance multizones de la température

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Auteur : Ken Jefferies, Consultant technique Labfacility Ltd.

Mesures & Contrôles

Contrôle et surveillance multizones de la température
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Contrôle et surveillance multizones de la température

Le contrôleur L300 de Labfacility autorise une approche polyvalente en matière de contrôle et de surveillance multizones de la température dans des applications de formation, de R&D et d'expérimentation

Unique en son genre, le contrôleur L300 de Labfacility est un nouvel instrument permettant une mesure et un enregistrement simultanés de la température sur 8 canaux ainsi que l'affectation d'une commande marche/arrêt ou d'une alarme indépendantes sur chaque canal. Il accepte comme entrées aussi bien les sondes PT100 que les thermocouples, et permet pour ces derniers de sélectionner pour chaque canal le type de thermocouple désiré (J, K, T, E, N, R, S et B). Il permet également de créer en temps réel pour chacun ou pour l'ensemble des canaux une courbe des températures visualisables sous la forme d'une présentation en 2D ou en 3D. Chacune des 8 sorties d'alarme est entièrement configurable par l'utilisateur, et peut être affectée à n'importe quelle entrée en fonction des besoins. Les contacts sont calibrés à 10A/250V. Cet instrument peut être configuré et utilisé de manière autonome ou avec le logiciel PC fourni.
Dans les domaines de la R&D et de l'expérimentation, le L300 peut être typiquement appliqué au contrôle multizones de la température de confort (chauffage et refroidissement), ainsi qu'au contrôle des fours de recuit, des fours de profilage et des fours de fabrication et de cuisson.

Contrôle de la température et surveillance dans le cas d'un four à 4 zones
Pour cette application, 4 des canaux du contrôleur L300 servent à contrôler les zones du four, et les 4 restants sont affectés à l'indication de la température du processus et à la surveillance de la température au moyen d'alarmes. Un tel agencement permet à l'opérateur d'optimiser les paramètres de contrôle tout en laissant aux fonctionnalités d'alarme le soin de signaler toute condition de sous-température ou de sur-température éventuelle.
Le L300 offre un contrôle simplifié grâce à sa commande marche/arrêt qui, avec une valeur d'hystérésis soigneusement choisie et, dans l'idéal, une masse thermique raisonnable, permettra une régulation précise de la température. Les processus potentiellement sujets à de rapides variations de température bénéficieront d'un plus grand niveau d'hystérésis, en vue de garantir la meilleure stabilité possible.
Dans le cas du contrôle de la température à l'aide de la commande marche/arrêt, la sortie de l'instrument est soit activée soit désactivée, passant d'un état à l'autre lorsque la température du processus atteint un niveau supérieur ou inférieur au point de consigne (seuil de déclenchement). Pour le contrôle du chauffage, la sortie est " activée " lorsque la température est inférieure au seuil de déclenchement, et " désactivée " lorsqu'elle est supérieure au seuil de déclenchement.
Dans la mesure où la température du processus augmente et diminue jusqu'à dépasser le seuil de déclenchement, entraînant ainsi un changement d'état de la sortie, la température ne pourra osciller entre des valeurs supérieures et inférieures au seuil de déclenchement que jusqu'à un certain point (qui dépendra de la quantité d'énergie de chauffage appliquée au processus et de la masse thermique du processus).

Minimiser ou éliminer une commutation trop rapide
L'hystérésis fait office de différentiel de commande marche/arrêt (de zone d'insensibilité) appliqué à une certaine plage de valeurs voisines du seuil de déclenchement, permettant ainsi de minimiser ou d'éliminer une commutation trop rapide de la sortie lorsque la température se rapproche du seuil de déclenchement (qui serait due à l'oscillation rapide de la température du processus autour de ce seuil). L'hystérésis permettra de s'assurer que la température du processus dépasse le seuil de déclenchement au-delà d'une certaine valeur (définissable par l'utilisateur) avant que la sortie ne soit à nouveau activée ou désactivée (le graphique ci-dessus explique son fonctionnement). La valeur d'hystérésis ou " zone d'insensibilité " est normalement ajustée lors de la mise en service du processus. Le refroidissement du processus, s'il est nécessaire, peut être contrôlé en affectant un relais supplémentaire au canal/à l'entrée de " contrôle ", en configurant cette sortie en tant qu'alarme de niveau haut fonctionnant comme un relais normal, et en utilisant le contact normalement ouvert pour faire fonctionner une sorte de dispositif de refroidissement. Ce genre de dispositif correspondra typiquement à une vanne de régulation de fluides ou un ventilateur (à commande marche/arrêt, vannes de dosage non applicables dans ce cas). L'hystérésis doit être paramétrée de façon à permettre une application optimale de l'agent de refroidissement.

Emplacement des capteurs
L'emplacement des capteurs est une considération importante si l'on souhaite obtenir le meilleur contrôle possible. La température du dispositif de chauffage et celle du processus sont des paramètres distincts, bien qu'étroitement liés. Idéalement, le capteur de " contrôle " devrait être placé à une distance raisonnablement proche du dispositif de chauffage afin de permettre un contrôle " rigoureux ".La température du processus est le facteur le plus important pour ce qui est de la qualité du produit. À cet effet, les mesures sont idéalement effectuées à l'aide d'un capteur différent placé dans cette zone.
La relation entre l'emplacement des deux capteurs dépend également de la masse thermique du processus : par exemple, les variations de température au niveau du dispositif de chauffage se produiront généralement plus vite que celles au niveau du processus. Il pourra être nécessaire d'ajuster les valeurs d'hystérésis pour obtenir le meilleur compromis possible.

Posté le 3 novembre 2014 - (446 affichages)
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