Régulation, régulateurs, automates, capteurs

[lolo38]

Bonjour à tous

Pour l'instant je suis un peu chargé, je mettrai des que possible en ligne un grafcet que tout le monde pourra enrichir.

Salutations et bon W-E

Laurent

[lolo38]

bonjour à tous,

Comme promis mais pas sous forme de grafcet mais d'analyse littéraire afin d'être modifiable pas tous.
Donc à votre bon cœur.
Toutes les critique sont acceptées si elles sont constructives...

A+

Laurent

[Nautilus]

Bonjour
Le standard IEC est pas mal développé: il faut voir la norme IEC 61850 Part 7-410 : Hydroelectric power plants – Communication for monitoring and control
Malheureusement, c'est payant.
Heureusement il y un petit résumé et illustration ici => http://pes.ieee.ch/downloads/090447420.pdf
Bonne lecture

[dB-)]

Bonsoir,

il est parfois nécessaire de mesurer l'inclinaison d'une pièce :

• - contrôle de l'inclinaison des bras d'un dégrilleur (hors contact grille)
  - vérification de la position effective d'un clapet
  - mesure de la position d'une biellette de vannage

Les capteurs existants étant souvent complexes, avec des fonctions inutiles, et excessivement coûteux, j'ai réalisé ce W.E. une carte en CMS vernie, alimentée en 24 V DC, et placée dans un boitier plexo rond fixé au centre (donc facilement réglable en rotation), qui délivre deux signaux 0/10 V :

Croquis.JPG

• - un signal linéaire, variant de 0,8 V à 9,2 V quand l'inclinaison du circuit varie de 0 à 60 ° (précision environ 0,02°)
  - un signal linéaire, variant de 3 V à 9 V indiquant la température ambiante entre -30°C et +30 °C (précision environ 2°C)

La plage utile de ces signaux permet de détecter la coupure et le court-circuit des fils.

La carte est basée sur un capteur de gravité, semblable à celui qui équipe les téléphones portables ou iPads, donc sans aucune pièce en mouvement : pas de potentiomètre ni de codeur, le boitier plexo étanche est simplement fixé sur une pièce, et indique son inclinaison par rapport à la verticale.

Le schéma n'est pas terminé (en général je le dessine après ...), le brouillon est là :

Schéma.JPG

Aperçu du montage :

Inclinomètre thermomètre.JPG

Très bientôt le montage sur le dégrilleur :

Dégrilleur hydraulique à bras.JPG

Prochainement je publierai aussi la documentation d'un capteur de niveau d'eau "perso", bien pratique pour nos chères petites centrales :

- pas de pièces en mouvement, de flotteur ou autre
- insensible au gel
- pas d'ultrasons (mesures faussées par la mousse ou les flottants)
- plage de mesure 70 cm, précision de l'ordre de 1 mm
- comporte aussi une mesure de température d'eau mais ciblée sur -5°C + 5+C
- donc deux sorties 0/10 V
- présenté sous forme d'un simple tube inox plongeant dans l'eau et fixé au mur par deux colliers type plomberie
- donc facilement réglable en hauteur

A suivre ...

dB-)

[lolo38]

Bonsoir
Je suis a la recherche d' une analyse fonctionnelle pour une détection de crue de bief.

Salutations
Laurent

[Ticapix]

Bonsoir,

Quels sont les éléments en présence,drome, vanne, clapet, mode de fonctionnement de ces éléments (électrique, hydraulique ...)

Tolérance consigne en mm......

A+

TG

[lolo38]

Bonsoir,

Désolé pour la réponse un peu tardive mais pas mal de problèmes d'informatique....

Pour la mesure du niveau, 1 niveau à ultrason est installé (précision ~ 1mm).
Pour la régul du niveau, une vanne à crémaillère (largeur 2*1500mm) motorisée avec moto-réducteur.
Débit maxi environ 3 à 4 m3.

A+
Laurent

[Ticapix]

Bonsoir,


Je récapitule (me corriger si nécessaire)
Les éléments en présence
Le capteur détecte donc la variation de niveau et Je suppose que ce capteur fournit un signal 4-20mA
la vanne est donc commandé par crémaillère avec un moteur dont la mise en marche passe par un contacteur.

Le but:
Ouvrir ou fermer la vanne en fonction du niveau du bief

A éviter: les ouvertures ou les fermetures successives => pompage, ou encore les manœuvres trop fréquentes ( usure du matériel) => intérêt d'une régulation type PID
=> Il faut donc définir la précision de la régulation, 50mm 100mm plus moins ?

Les solutions:
Je dirais que le capteur ultrasons fait un peu riche et impose un matériel sophistiqué micro automate avec entrée analogique.
Un système plus rustique type flotteurs, contact de niveau.... permet d'utiliser un automate à relais plus simple.

Quoiqu'il en soit le principe reste le même au delà d'un certain niveau (à définir par le propriétaire) l'automate envoie un ordre d'une durée variable selon si on est loin ou non de la consigne et aussi en fonction de la vitesse de levée de la vanne.
Le PID temporise ( réglable) en fonction de l'inertie du plan d'eau puis réajuste.
Certains PID sont entièrement paramétrable, mais pour une régulation de plan d'eau, je ne pense pas que cela soit nécéssaire.

Pour faire cela on peut utiliser par ex. un régulateur de température avec PID intégré et entrée 4-20 mA si on ne désire faire que cette régulation ou un automate avec PID si on veut faire autre chose en plus.

Je pense que notre Admin aura plus vite fait que moi pour citer quelques modèles d'appareils à utiliser voire m^me proposer un schéma de ce montage.

En dehors de la fonction ouverture/fermeture, il faut ne pas oublier l'aspect sécurité avec:
un contact de position d'ouverture maximum
Un contact de position fermée
Et surtout une sécurité essentiellement à la fermeture pour éviter de tordre les crémaillères ( cf post sur ce sujet)
A la montée, la sécurité peut être faite par le thermique du moteur.

Bonsoir
TG

[dB-)]

Bonjour,

oui, tout à fait d'accord avec Ticapix.

Quelques remarques :

- les capteurs de niveau à ultrasons sont bien pratiques (pas de pièces en mouvement, hors d'eau, insensibles au gel, robustes, technique éprouvée), mais sont influencés par les mousses et les corps flottants (bouteilles, branches, ...). Il faut donc bien en soigner l'installation, en les plaçant par exemple dans une sorte de gros tube ouvert en bas (pour que les niveaux d'eau intérieur et extérieur s'équilibrent) et en haut (pour éviter les échos, avec un grillage si on est perfectionniste), d'un diamètre de 20 cm par exemple, à déterminer selon la forme du faisceau du capteur, et qui garantira une surface d'eau propre, à l'abri des flottants. Reste les crues, ... Faut-il éloigner le capteur de 50 cm, ou 1 m, ou 4 m ou plus, pour le protéger, ou faut-il un capteur étanche, ou accepter de le sacrifier ? Prévoir en tous cas au niveau de l'automatisme la gestion d'un signal aberrant : le 4/20 mA permet déjà de détecter les fils coupés, mais il est aussi intéressant de détecter une variation trop rapide ou trop importante du signal, signe d'un problème.

Personnellement j'aime bien les capteurs piézométriques, immergés à une certaine profondeur, donc discrets, peu sensibles au vandalisme et insensibles aux crues, et qui mesurent la pression qui est fonction de la hauteur d'eau au dessus du capteur : j'en fabrique actuellement une vingtaine, je mettrai la doc en ligne dès que possible.

- régulation par une vanne (donc je pense une vanne guillotine, qui s'ouvre de bas en haut) : un jour ou l'autre un cailloux ou un morceau de bois va bêtement rester coincé sous la vanne à la fermeture : en dehors des problèmes mécaniques (il faut limiter les efforts, et ne pas se contenter des contacts fin de course, qui ne seront pas actionnés en cas de blocage), adieu la belle précision du mm ! énervement garanti ! Si c'est pour de la régulation de niveau, je ne peux que conseiller un clapet (cloison articulée à sa base, et qui s'incline plus ou moins), beaucoup moins sensible aux blocages.

- le PID (Proportionnel, Intégral, Dérivé) est un des moyens de réguler. Avec le facteur Proportionnel, l'ouverture du clapet est proportionnelle à l'écart de hauteur (utile en cas de crue), avec le facteur Dérivé, l'ouverture est plus importante si la hauteur varie vite (permet d'anticiper les problèmes, si on voit que le niveau augment vite, on ouvre plus que si le niveau augmente lentement), et avec le facteur Intégral, on agit sur le clapet tant qu'il y a un écart de niveau (permet de gérer les très faibles variations de niveau). Reste que si vous n'avez pas l'habitude, il sera délicat à régler, et en plus le réglage sera assez long car les phénomènes sont lents (souvent des masses d'eau énormes en amont du clapet, pas facile de remonter ou descendre de 10 cm en un claquement de doigts). Voir aussi que plus vous voudrez réguler finement, plus vous allez solliciter le clapet et son mécanisme de manœuvre, pour pas grand chose au final si ce n'est tout user !

- Il est aussi possible de gérer plus simplement le clapet avec de simples impulsions "montée" "descente", de durée variable, en fonction de l'écart de niveau, plus une "bande morte" qui permet de calmer le jeu (la régulation ne fait rien tant que les écarts restent dans la bande morte) : c'est beaucoup plus facile à régler, et je pense bien suffisant.

Si l'on veut se passer d'automate, il existe des petits "relais" qui réalisent cette fonction, avec différentes techniques, chez Schneider par exemple (gamme Zelio RM ***)

dB-)

[Jan Maniak]

Bonjour.

J'utilise (sur plusieurs sites) des petits régulateurs JUMO Dtron qui sont assez simples à programmer (paramètres PID), et d'un prix assez correct.

Il y a deux sorties relais qui permettent de réagir en fonction du sens de variation du niveau d'eau.

jan