1. Introduction: Diagramme d'analyse

Un changement dans le niveau du réservoir implique une action physique (comme la pression) au sein de l'élement primaire, cette action est ressenti par le transmetteur. Généralement, l'élement primaire et le transmetteur sont intégrés, comme le cas d'une DPCell: cellule de pression différentielle

La variation de niveau du réservoir PV (comprise par exemple entre 0 et 30") ressenti par le transmetteur la traduit en mA et l'envoie au régulateur qui la reçoie en mA

Le régulateur travaill en pourcentage. Il recçoi le PV en mA ,le converti en %. Il prend le SP qui est placé en sa mémoir, calcule l'écart e = SP - PV. Le résultat de l'écart est traité en Mode P ou PI ou PID (dépendament de la configuration établie). S'ajoute à se résultat le décalage configuré "Bias". Le résultat final Out%, compris entre 0 et 100% est converti en mA compris entre 4 et mA, et est envoyé au convertisseur (transducteur).

Le convertisseur recçoi le out% du régulateur converti en mA, puis envoie une pression de valeur comprise entre 3 et 15 psi.

La vanne (FO ou FC) de régulation recoi une pression et la converti mécaniquement en une action entre une valeur de 0 à 100%(comme un piston compréssé dans un cylindre).

À la position de la vanne de régulation (entre 0 et 100%) correspond un débit ( entre 0 et 150 GPM par exemple)

La boucle part de l'élement primaire (EP) et revient à l'élement final (EF) qui sont reliés par le fluide (procédé), ou de la DPCell à la DPCell.

2. Applications sur le mode proportionnel

2.1. Application 1

Le gain du régulateur se note: PF = gain = 1/K
La valeur de la commande Out% qui sort du régulateur (mode P) est:
Out% = (SP - PV)/PF + Bias
On considère un réservoir cylindrique de 12" de diamètre; vide à PV = 0 et plein à PV = 30". Le SP est fixé à 50%, et le débit de charge (de remplissage) est de 20 GPM (gallon per minute).
La configuration du régulateur est comme suit:
PF = 100%, Bias = 0
Les games relatives au débit vont de 0 à 150 GPM.

L'ouverture de la vanne de régulation: Out%
La correspondance des étendues donne: 150 - 0 GPM (débit) ? 100% - 0 (ouverture)
Donc: 20 GPM ? 20 x 100 /150 = 13.33%. Ainsi, pour un débit de 20 GPM, la vanne est ouverte à 13.33%

En régime permanent, la valeur de PV est fixe. On peut donc calculer sa valeur (sa position = niveau dans la réservoir). On a:
Out% = (SP - PV)/PF + Bias = Out% = (50% - PV)/100% + 0 = 13.33%
D'où:
PV = 50% - 13.33% = 37%

Nous avons les correspondances suivantes:
100% ? 13"
SP: 50% ? 50 x 13"/100 = 6.5 "
PV: 37% ? 37 x 13"/100 = 4.80 "
SP - PV = 13.33 % ? 1.69 "

Conclusion:

Le système est en régime parmanent parce que les débits d'entrée et de sortie ont la même valeur. Cependant, la variable de procédé PV (de niveau du fluide dans le réservoir est différente de la consigne SP (il ya un ecart entre SP et PV de 13.33% qui correspond à 1.69 "). La vanne de charge est ouverte à 13.3% assurant un débit de 20 GPM. Le régulateur est configuré en mode proportionnel à SP = 50%. L'ecart de 1.69 " restera dans le réservoir; la valeur de l'écart de 13.3 % est mémorisée par le régulateur et travaille avec. Pour remettre les pendules à l'heure, la solution est de configurer le régulateur en mode I (Integrale).

2.2. Application 2: Décalibration

Pour un fonctionneemnt normal, l'étendue (span) de la DPCell du système est réglée de 0 à 13 psi et celle du transmetteur est réglée de 4 à 20 mA correspondant au niveau vide - plein du réservoir.
Supposons maintenant que l'on décalibre le "span" du transducteur (convertisseur) pour qu'il fonctionne sur 8 - 24 mA. Que se passera-t-il ?

On suppose que le régulateur envoie 12 mA au transducteur.
Normallement:
1. Transducteur:
12 mA ? (12 - 4)x (15 - 3)/(20 - 4) + 3 = 9 psi

2. Vanne de régulation:
9 psi ? (9 - 3)(100 - 0)/(15 - 3)+ 0 = 50 %

3. DPCell:
50 % ? (50 - 0)(13 - 0 )/(100 - 0)+ 0 = 6.5 psi

4. Transmetteur:
6.5 mA ? (6.5 - 0) (20 - 4)/(13 - 0) + 4 = 12 mA

5. Controlleur:
12 mA ? (12 - 4)(100 - 0)/(20 - 4) = 50 %

1. Transducteur (boucle): (50 - 0) (20 - 4)/(100 - 0) + 4 = 12 mA

Dans le cas décalibré:
1. Transducteur:
12 mA ? (12 - 8)x (15 - 3)/(20 - 4) + 3 = 6 psi

2. Vanne de régulation:
6 psi ? (6 - 3)(100 - 0)/(15 - 3)+ 0 = 25 %
3. DPCell:
25 % ? (25 - 0)(13 - 0 )/(100 - 0)+ 0 = 3. 25 psi

4. Transmetteur:
3.25 psi &rtarr; (3.25 - 0) (20 - 4)/(13 - 0) + 4 = 8 mA

5. Controlleur:
mA ? (8 - 4)(100 - 0)/(20 - 4) = 25 %

1. Transducteur (boucle):
(25 - 0) (24 - 8)/(100 - 0) + 8 = 12 mA

Conclusion:
Le système a été décalibré au niveau de convertisseur. Il agira par la suite avec les valeurs décalibrées jusqu'au point de départ (convertisseur); Ainsi le système se stabilise avec ses nouvelles valeurs.