FLPTU Contrôle des Processus pour la Régulation du Débit, du Niveau, de la Pression et de la Température

L’unité de Contrôle des Processus pour la Régulation du Débit, du Niveau, de la Pression et de la Température, "FLPTU", a été conçue par EDIBON pour offrir une formation pratique dans le domaine du contrôle des processus industriels, permettant de comprendre les principes fondamentaux des boucles de régulation et l’application des stratégies de contrôle ON/OFF et PID sur des systèmes réels.

Deux configurations sont disponibles :

• FLPTU/COM. Unité Compact de Contrôle des Processus pour la Régulation du Débit, du Niveau, de la Pression et de la Température.
• FLPTU/MOD. Unité Modulaire de Contrôle des Processus pour la Régulation du Débit, du Niveau, de la Pression et de la Température.

Le "FLPTU/COM" permet de réaliser quatre boucles de contrôle en boucle fermée, débit, niveau, pression et température en combinant des capteurs, des actionneurs et un contrôleur industriel réel pour étudier la dynamique de réponse du système face à différentes perturbations. L’unité est constitué de plusieurs sous-ensembles hydrauliques et électriques fonctionnant de manière intégrée pour reproduire le comportement d’un système complet de contrôle des processus industriels. Chaque sous-ensemble remplit une fonction spécifique dans les différentes boucles de régulation, permettant à l’utilisateur de comprendre à la fois le fonctionnement individuel de chaque composant et leur interaction dans l’ensemble du système.

L’Unité de Recyclage et de Distribution d’Eau Froide, "CWS", est le point de départ du circuit hydraulique. Il fournit le débit d’eau froide nécessaire au fonctionnement des différentes boucles de contrôle. Cet ensemble comprend un réservoir avec vanne de vidange, un indicateur de température et une pompe centrifuge dont la vitesse est régulée par le Module Variateur de Fréquence 0,6 kW, "N-FI/0.6kW", permettant un contrôle local ou à distance du débit.

La Vanne de Régulation Pneumatique, "PCV", agit comme l’élément final principal de régulation dans les différentes boucles. Grâce à un signal pneumatique proportionnel, elle ajuste le débit d’eau en fonction de la variable du processus à contrôler. Son design, avec actionneur à diaphragme et convertisseur I/P, garantit une réponse stable et précise aux variations de consigne.

L’Unité de Mesure et de Comparaison de Débit (Piston Mécatronique et Aubes à Effet Hall), "FMC", permet d’analyser et de comparer deux technologies de mesure de débit couramment utilisées dans l’industrie : un transmetteur à piston mécatronique et un transmetteur à aubes basé sur l’effet Hall. Le Module Débitmètre à Ailettes avec Sortie en Courant et Fréquence, "N-SEN52", conditionne le signal de fréquence et le convertit en signal de 4–20 mA pour le traitement par le contrôleur.

L’Unité d’Échangeur de Chaleur à Plaques (Eau-à-Eau), "PHE", constitue le coeur du contrôle thermique du système. Il permet d’étudier le transfert de chaleur entre les circuits d’eau froide et chaude à l’aide d’un échangeur de plaques équipé de vannes de régulation, de débitmètres analogiques et d’indicateurs de température à l’entrée et à la sortie des deux flux.

L’Unité de Recyclage et de Distribution d’Eau Chaude, "HWS", complète le système d’eau froide en fermant le circuit thermique. Cet unité maintient un flux constant d’eau chaude grâce à une pompe de recirculation et un vase d’expansion, intégrant en outre des dispositifs de sécurité tels que des soupapes de décharge, une purge automatique et des indicateurs de pression. Son intégration au circuit d’échange thermique permet un contrôle précis de la température à l’intérieur du système.

L’Unité de Chauffage Électrique de 2 kW "EH/2kW", fournit l’énergie thermique nécessaire au circuit d’eau chaude. Il est composé d’un élément chauffant électrique commandé par un signal analogique, avec des systèmes de protection de niveau et de température.

Sa puissance est gérée depuis le Module Chauffant de 2 kW, "N-H/2kW", qui intègre un contrôleur de température de sécurité et un relais statique permettant une régulation précise de la puissance fournie.

Enfin, l’Unité d’Étude et de Contrôle de Pression et de Niveau dans un Réservoir Pressurisé Transparent, "PLPT", permet de réaliser les boucles de contrôle de niveau et de pression. Cet unité, constitué d’un réservoir pressurisé transparent équipé de transmetteurs de pression et de niveau ultrasonique, de vannes à bille, de soupapes de sécurité et d’indicateurs analogiques, permet d’observer directement le comportement du fluide sous différentes conditions de fonctionnement. Grâce à sa conception, l’utilisateur peut analyser l’interaction entre les variables de pression et de niveau, ainsi que la manière dont les différents modes de régulation permettent de les maintenir dans les valeurs de consigne.

D’autre part, le bloc d’alimentation, de commande, de mesure et d’enregistrement des signaux du système est composé d’une série de modules industriels réels, similaires à ceux utilisés dans les environnements de production. Parmi eux :

• L’Module de Alimentation électrique, "N-ALI20", module intégrant des protections magnéto-thermiques et différentielles, un bouton d’arrêt d’urgence et un interrupteur à clé garantissant une utilisation sûre.
• Le Module de Contrôle Industriel à Boucle Unique, "N-IC-SL", permet de configurer les paramètres de régulation P, PI et PID, d’effectuer l’autotuning, et de programmer des alarmes ainsi que des fonctions mathématiques et logiques avancées.
• L’Module Enregistreur de Signaux à Quatre Canaux, "N-SR-3", permet l’acquisition et la visualisation des données en temps réel, ainsi que leur stockage pour des analyses ultérieures.
• L’Module d’Indicateurs Analogiques et Numériques pour Signaux de Courant 4–20 mA, "N-MED87", facilite la lecture directe des variables du procédé.
• L’Module de Borniers pour Connecteurs à 8 et 5 Broches, "N-TERM", et le Module de Débitmètre à Aubes avec Sortie en Courant et en Fréquence, "N-SEN52", dédiés à la connexion et à la conversion des signaux, complètent la configuration électrique du système.