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Auteur(s)
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Michel BERTRAND : Docteur-Ingénieur ENSAM, Centre d’Enseignement et de Recherche de Lille
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article a pour ambition d’aider à analyser les problèmes qui se posent en régulation industrielle et, à travers la présentation de différents types d’installations réelles, d’y apporter des éléments de réponse. Devant des installations de plus en plus complexes, la représentation par un schéma comportant différents blocs, suivant une procédure de décomposition / recomposition, s’avère nécessaire. Des outils mathématiques performants permettront d’expliciter ces blocs, et à travers eux le comportement global, mais il faut d’abord choisir des blocs convenables et définir les liens qui les unissent.
Les exemples présentés ci-après doivent aider l’utilisateur non-spécialiste à maîtriser les choix essentiels. Ils doivent aussi faciliter la compréhension d’un vocabulaire riche mais parfois ambigu, et la délimitation de fonctions souvent noyées dans des ensembles, bref à distinguer les séparations opérationnelles des séparations matérielles. Les outils mathématiques seront juste évoqués, mais non traités, dans cette approche qualitative.
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- Version archivée 1 de avr. 1982 par Régis GUÉRIN
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Exemples de chaînes de régulationArticle inclus dans l'offre
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2. Les problèmes industriels
Si la boucle fermée est plus chère que la boucle ouverte (coût du capteur et du transmetteur, coût d’étude souvent plus grand), il faut généralement la retenir car elle seule peut garantir les performances liées à des exigences de qualité toujours plus grandes. La boucle ouverte est pour sa part aveugle car le régulateur, « cerveau » de l’installation, n’est pas informé de l’état effectif de celle-ci. Une boucle bien réglée suppose :
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des constituants adaptés à la fonction à remplir ;
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un bon algorithme de commande : un mauvais choix amènera des résultats décevants ; par exemple, l’ouverture du chauffage suivant une simple amplification de l’erreur risque de conduire à une température trop faible, obtenue de plus après des oscillations longues à s’amortir.
Nous allons examiner successivement ces différents points.
2.1 Capteurs et actionneurs
a) Les mesures et leur traitement
Dans toutes les boucles fermées, il faut mesurer la ou les grandeur(s) réglée(s). Ces mesures posent différents problèmes qu’il faut résoudre.
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La représentativité
Cette question ne fait pas à proprement parler partie de la régulation, mais il est bon de se la poser car elle peut expliquer des résultats médiocres imputés ensuite à celle-ci. L’intérêt d’une mesure de température dépend fortement de la position de la sonde. La mesure du débit dans une conduite par la vitesse du fluide suppose une connaissance du profil de vitesse.
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L’exactitude
Dans une chaîne, qu’elle soit ouverte ou fermée, le maillon le plus faible conditionne la qualité de l’ensemble. C’est fréquemment le capteur qui joue ce rôle. Dans tous les cas, les performances ne pourront dépasser son exactitude. Ainsi un appareil de classe 1 − au sens de la mesure − fournit-il des mesures exactes à 1 % de son échelle près.
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Le conditionnement
La mesure fournie par le capteur doit faire l’objet de traitements tels qu’amplification, linéarisation (cas des thermocouples, des mesures de débit...), mise à l’échelle, correction en fonction d’autres facteurs telle la température, filtrage (beaucoup de mesures sont entachées...
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