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5.14. Gestion des vannes motorisées
Dans une procédure de régulation, une vanne motorisée est
chargée de moduler le débit d'un fluide en fonction du signal
en provenance du régulateur.
Dans un processus industriel, ce fluide pourrait être un com-
bustible correspondant souvent à l'énergie thermique intro-
duite dans le processus lui-même.
Pour en moduler le débit, la vanne est dotée d'un actionneur
capable de modifier son degré d'ouverture, en surmontant
les résistances engendrées par le fluide qui passe à l'inté-
rieur. Les vannes de régulation modifient le débit de manière
modulée, en produisant des variations finies de la section
de passage du fluide correspondant aux variations finies du
signal d'entrée de l'actionneur (signal en provenance de l'ac-
tionneur).
Un actionneur est généralement constitué d'un moteur élec-
trique raccordé, via un réducteur et un système mécanique
de transmission, au robinet-vanne.
L'actionneur peut comporter différents composants auxi-
liaires : fins de course de sécurité mécaniques et électriques,
systèmes de commande manuelle ou de détection de posi-
tion.
Consigne
Actionneur
Vanne de
régulation
Figure 21 - Schéma de raccordement vanne
En fonction de la dynamique du processus, le régulateur
détermine la valeur de la sortie qui pilote l'actionneur de la
vanne pour que l'ouverture de celle-ci permette de maintenir
la valeur attendue de la variable de processus.
5.14.1. Paramètres de pilotage des vannes
Le régulateur utilise les paramètres suivants pour le pilotage
des vannes:
•
TRAVL Temps actionneur: il s'agit du temps
nécessaire pour que la vanne passe de la position
entièrement ouverte à la position entièrement fermée
(ou inversement). Configurable avec une résolution de
1 s, ce paramètre est une caractéristique mécanique
de l'ensemble vanne + actionneur.
REMARQUE: si la course de l'actionneur est limitée
mècaniquement, il faudra réduire proportionnellement la
valeur TRAVL.
•
80208A_MHW_650-1250-1350_04-2016_FRA
Variable de
processus
Processus
5. EXEMPLES ET NOTES D'APPLICATION
•
Impulsion minimum TIM.LO : exprimé en pourcentage
(avec une résolution de 0,1%) du temps d'actionneur, ce
paramètre représente la variation minimum de position
de la vanne correspondant à la variation minimum de
puissance produite par le régulateur (puissance au-des-
sous de laquelle l'actionneur ne répond physiquement
pas à la commande). En augmentant TIM.LO, on réduit
l'usure de l'actionneur, au détriment de la précision de
positionnement. La durée minimum de l'impulsion est
configurable dans TIM.ON en tant que pourcentage du
temps d'actionneur.
•
TIM.HI Seuil d'intervention par impulsion : exprimé
en pourcentage (avec une résolution de 0,1%) du
temps d'actionneur, ce paramètre représente l'écart de
position (position requise – position réelle) au-dessous
duquel la demande de commande devient impulsive.
TIM.HI n'est actif qu'avec TIM.OF=0. Le type d'appro-
che par impulsion permet une commande fine de la
position de la vanne, utile surtout en cas de forte inertie
mécanique.
•
TIM.ON: il s'agit de la durée minimum de l'impulsion
de commande de la vanne, exprimée en pourcentage
du temps d'actionneur.
•
TIM.OF: il s'agit de la durée minimum entre deux com-
mandes ON de la vanne, exprimée en pourcentage
du temps d'actionneur.
Si TIM.OF=0, sa fonctionnalité est exclue.
Si TIM.OF<>0, la commande de la vanne devient im-
pulsive sur tout l'écart de position ; temps ON de l'im-
pulsion = TIM.ON et temps OFF = TIM.OF. Toute valeur
saisie dans TIM.OF < TIM.ON sera forcée à TIM.ON.
•
DEAD.B Zona morte: il s'agit d'une bande d'écart entre
la consigne de régulation et la variable de processus,
à l'intérieur de laquelle le régulateur n'impartit aucune
commande à la vanne (Ouverture = OFF ; Fermeture
= OFF). Elle est exprimée en tant que pourcentage de
la pleine échelle et elle est symétrique par rapport à la
consigne. Une fois le processus stabilisé, la zone morte
s'avère utile pour ne pas faire subir à l'actionneur trop
de commandes qui n'auraient aucun impact sur la régu-
lation. Si DEAD.B = 0, la zone morte est exclue.
5.14.2. Modalités de commande des vannes
Dans la commande des vannes, toute demande de pilotage
supérieure à l'impulsion minimum est transmise à l'action-
neur via les relais, à l'aide de la fonction V.OPEN / V.CLOS.
Chaque action réactualise la position présumée du poten-
tiomètre virtuel, calculé à partir du temps déclaré de course
de l'actionneur. L'on dispose ainsi toujours d'une position
présumée de la vanne, à comparer avec la demande de po-
sition du contrôleur.
Lorsqu'une position extrême présumée (entièrement ouverte
ou fermée, selon le "potentiomètre virtuel") est atteinte, le ré-
gulateur impartit une nouvelle commande dans la même di-
rection, ce qui permet d'atteindre la position extrême réelle.
Les actionneurs sont normalement protégés contre la com-
mande OUVERTURE en position entièrement ouverte et
FERMER en position entièrement fermée.
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