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5. EXEMPLES ET NOTES D'APPLICATION
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
combustible correspondant souvent à l'énergie thermique
introduite dans le processus lui-même.
Pour en moduler le débit, la vanne est dotée d'un action-
neur capable de modifier son degré d'ouverture, en sur-
montant les résistances engendrées par le fluide qui passe
à l'intérieur.
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'actionneur).
Un actionneur est généralement constitué d'un moteur
électrique raccordé, via un réducteur et un système méca-
nique de transmission, au robinet-vanne.
L'actionneur peut comporter différents composants au-
xiliaires : fins de course de sécurité mécaniques et élec-
triques, systèmes de commande manuelle ou de détection
de position.
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 mainte-
nir la valeur souhaitée de la variable de processus.
5.14.1. Paramètres de pilotage des vannes
Le régulateur utilise les paramètres suivants du sous-menu
VALVE pour le pilotage des vannes :
•
TRAVL Temps actionneur : il s'agit du temps néces-
saire pour que la vanne passe de la position entiè-
rement 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
mécaniquement, il faudra réduire proportionnellement
la valeur TRAVL.
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Variable de
processus
Processus
•
Impulsion minimum TIM.LO : exprimé en pourcen-
tage (avec une résolution de 0,1 %) du temps d'ac-
tionneur, ce paramètre représente la variation minimale
de position de la vanne correspondant à la variation
minimale de puissance produite par le régulateur (puis-
sance au-dessous 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 minimale
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 est actif seulement avec TIM.OF=0.
Le type d'approche par impulsion permet une com-
mande fine de la position de la vanne, utile surtout en
cas de forte inertie mécanique.
•
TIM.ON : il s'agit de la durée minimale de l'impulsion
de commande de la vanne, exprimée en pourcentage
du temps d'actionneur.
•
TIM.OF : il s'agit de la durée minimale entre deux
commandes 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 impulsive sur tout l'écart de position ; temps
ON de l'impulsion = TIM.ON et temps OFF = TIM.OF.
Toute valeur configurée dans TIM.OF < TIM.ON sera
forcée à TIM.ON.
•
DEAD.B Zone morte : il s'agit d'une bande d'écart
entre la consigne de régulation et la variable de pro-
cessus, à l'intérieur de laquelle le régulateur n'impartit
aucune commande à la vanne (Ouverture = OFF ;
Fermeture = OFF). Elle est exprimée en tant que pour-
centage 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 régulation. 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 minimale 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. On dispose ainsi toujours d'une position
présumée de la vanne, à comparer avec la demande de
position du contrôleur.
Lorsqu'une position extrême présumée (entièrement
ouverte ou fermée, selon le "potentiomètre virtuel") est
atteinte, le régulateur impartit une nouvelle commande dans
la même direction, ce qui permet d'atteindre la position
extrême réelle.
Les actionneurs sont normalement protégés contre la
commande OUVERTURE en position entièrement ouverte
et FERMETURE en position entièrement fermée.
80208I_MHW_650-1250-1350_03-2021_FRA
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