Dans de nombreux types d’industries et d’applications, la mesure et le contrôle de la température sont essentiels pour garantir la qualité et la sécurité des opérations. Les régulateurs de température sont utilisés dans les laboratoires de recherche, les centres de développement de produits, les usines de traitement et d’autres environnements industriels.
Dans un laboratoire où la température est contrôlée, un régulateur bon marché du commerce peut être le bon produit. Cependant, ces mêmes régulateurs ne peuvent généralement pas survivre aux conditions difficiles communes aux processus de l’industrie lourde et aux zones éloignées.
S’il est impératif de contrôler la température, c’est aussi l’un des paramètres les plus difficiles à maîtriser. Un régulateur bon marché peut être le meilleur pour une application simple, mais il y a d’autres facteurs importants à prendre en compte en plus du coût initial.
Il peut être difficile de déterminer quel contrôleur utiliser, car, à la base, tous les contrôleurs fonctionnent de la même manière. Le régulateur échantillonne une valeur transmise par un capteur de température plusieurs fois par seconde et compare cette variable de processus au point de consigne.
Lorsque la variable du processus s’écarte du point de consigne, le régulateur envoie un signal de sortie pour activer d’autres dispositifs, tels que des mécanismes de chauffage et de refroidissement, afin de ramener la température au point de consigne. Bien qu’ils soient assez similaires à première vue, les différents types de régulateurs présentent des fonctionnalités et des fonctions qui offrent des avantages importants, en fonction du type d’application.
Protection du contrôleur
Les contrôleurs montés sur panneau sont proposés avec différents degrés de protection de la face avant, les coûts augmentant avec le degré de protection. L’indice de protection contre les infiltrations (IP) approprié et les normes de l’Association nationale des fabricants d’électricité (NEMA) doivent être respectés.
Pour la plupart des applications industrielles, l’indice IP est généralement égal ou supérieur à IP65. Cela signifie que le contrôleur est complètement protégé de la poussière, de l’huile et d’autres matériaux non corrosifs. L’indice IP65 garantit également une protection complète contre le contact avec des équipements fermés et contre la projection d’eau par une buse provenant de n’importe quelle direction.
L’indice NEMA 4 ou 4X correspond approximativement à l’indice IP65. Le « X » de l’indice NEMA 4X signifie que le panneau avant du contrôleur ne se corrodera pas dans des conditions de fonctionnement normales (figure 1).
Contrôleurs Marche/arrêt
Un contrôleur Marche/arrêt est peu coûteux, mais il ne peut que déterminer si une sortie doit être activée ou désactivée. Par exemple, si le point de consigne d’une chaudière est de 245 degrés et que la température du processus tombe à 244 degrés, le contrôleur enverra un signal ON. Ce signal peut activer un chauffage, ouvrir une vanne de vapeur ou prendre d’autres mesures pour augmenter la température de la chaudière. Lorsque la température atteint le point de consigne, la sortie du régulateur revient à l’état OFF.
Ce type de régulateur, semblable à un thermostat de maison, fonctionne bien dans certaines applications, mais présente de sérieuses limitations. La bande dans laquelle le régulateur fonctionne est réglée sur la valeur souhaitée, dans le cas ci-dessus un degré. Le régulateur ne modifie donc pas son état de sortie à moins que la variable du processus ne change d’au moins un degré.
Quand le contrôleur PID est préférable
Les régulateurs de température numériques plus avancés, comme le régulateur pid, disposent de plusieurs sorties et de fonctions programmables. Ils sont généralement placés sur le panneau avant avec un écran pour faciliter l’accès de l’opérateur. Ces régulateurs avancés offrent un contrôle plus précis et plus stable en calculant automatiquement les paramètres proportionnels-intégraux-dérivés (PID) afin de déterminer la valeur de sortie exacte nécessaire pour maintenir la température souhaitée.
Par exemple, si la durée du cycle est réglée sur 8 secondes, un système demandant une puissance de 50 % aura une sortie activée pendant 4 secondes et désactivée pendant 4 secondes. Lorsque la puissance de sortie doit être de 25 % pour le même temps de cycle de 8 secondes, la sortie sera activée pendant 2 secondes et désactivée pendant 6 secondes (figure 2). Ce type de contrôle de sortie cyclique est souvent utilisé pour contrôler un dispositif à semi-conducteurs tel qu’un thyristor.
Des régulateurs très flexibles
Les régulateurs à boucle unique ont généralement une entrée et une sortie. Les régulateurs à boucles multiples ont plusieurs entrées et sorties et peuvent être utilisés pour contrôler simultanément de nombreuses boucles, ce qui permet de superviser un plus grand nombre de fonctions du système de traitement.
En outre, les régulateurs à boucles multiples sont compacts et modulaires, et peuvent fonctionner soit de manière autonome, soit dans le cadre d’un système d’automatisation avancé tel qu’un automate programmable, un automate programmable ou un système de contrôle distribué.
Lorsqu’il remplace les régulateurs de température dans l’un de ces systèmes d’automatisation avancés, un régulateur à boucles multiples peut fournir un fournisseur rapide de régulation PID et décharger les processeurs du système d’automatisation d’une grande partie des calculs qui font perdre de la mémoire.
