Instrumentation Hydraulique [PDF]

Zitiervorschau

Cours #2 – SYS-823 Les schémas d’instrumentation Cours #2

Schémas d’instrumentation

1

Schémas d’instrumentation „

Norme ISA S5.1 „

„

Nomenclature de repérage

Normes ISA S5.1 - S5.3 „

Schémas de principes en instrumentation

Éléments de base

Bulle Signaux

Identification

Débitmètre Conduite

Valve

2

Identification des instruments

6-FRC-1B Préfixe Variable mesurée Fonctions Numéro de boucle Suffixe

Première lettre

3

Lettres suivantes

Symboles des lignes de transmission des signaux Alimentation de l'instrument ou connection au procédé Signal non définit Signal pneumatique Signal électrique ou

Signal hydraulique Tube capillaire

4

Symboles des lignes de transmission des signaux [2] Signal ultrasonique ou électromagnétique (guidé) Signal ultrasonique ou électromagnétique (non-guidé) Lien interne du système (logicielle ou lien de données) Lien mécanique Signal pneumatique binaire Signal électrique binaire ou

Les bulles

5

Les fonctions

_Y

6

Réseau

Signal électrique Convertisseur courant/Pression

Signal pneumatique

7

Schémas d’instrumentation et approches de contrôle

8

Exemple: Traitement des huiles lourdes Pétrole brut

Carburant de chauffage

Contrôle en « feedback » (rétroaction) Pétrole brut TT

TCV Air

TC

Carburant de chauffage

9

Schéma bloc du contrôle en rétroaction

Mais, assume que le débit de pétrole brut (F) reste constant. Que se passe-t-il si ce débit (F) varie ?

Contrôle en rétroaction TCV

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Contrôle en « feedforward » (commande prédictive)

FT Pétrole brut

FFC Air

FFCV Carburant de chauffage

Schéma bloc de la commande prédictive

Mais, assume que la pression du carburant (PF) et la conversion de chaleur (λF) restent constants. Assume la linéarité du système.

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Commande prédictive

Commande en rétroaction et prédictive FT

TT

Pétrole brut Carburant de

TC

chauffage

Air

TCV

TY

∑

FFC

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Schéma bloc la commande en rétroaction et prédictive

Mais, assume que la pression du carburant (PF) reste constant.

Contrôle en « cascade » TT Pétrole brut

TC FT1

FC FCV Air

FFC

TY

∑

FT2

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Schéma bloc du contrôle en cascade

Meilleure résistance aux perturbations.

Contrôle cascade

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Contrôle en cascade (schéma bloc) U1 r1 +

TRC-151A -

g1

+

-

TRC-151B

TCV-151A & B

g2

g3

U2 JACKET

+ +

g4

KETTLE + +

g4

c1

TT-151B h2 TT-151A h1

Structure en « sélecteur » Choix de la température la plus haute

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Structure en « sélecteur » Sécurité

Structure de contrôle de proportion

16

Structure de contrôle de proportion

Contrôle de proportion

17

Contrôle de proportion

Contrôle de proportion (amélioré)

18

Contrôle de proportion (amélioré) Schéma bloc U1 QPd

+

-

FRC-108

FV-108

g1

g2

+ +

QP

FE-108A h1

U2

FFRC-108 kR

+

-

FFRC-108

FFV-108

g3

g4

+ +

QS

FE-108B h2

Échangeur de chaleur

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Échangeur de chaleur (Schéma bloc)

TIC-131 Tod

+

-

g1

+ +

FY-131C

FT-131 FY-131B

g5

h2

FCV-131 FY-131A

HEAT EXCHANGER

g2

g3

W

g4 + -

HEAT EXCHANGER To

TT-131 h1

Refroidisseur de bière à l’ammoniac

20

Contrôle du niveau d’ammoniac

L’ammoniac liquide devient gazeux et retire de la chaleur de la bière, la refroidissant.

Il faut donc maintenir le niveau d’ammoniac liquide pour immerger la tubulure de bière.

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Contrôle de la température de la bière

Le contrôleur de température TIC-1 ajuste la consigne du contrôleur de la pression de vapeur d’ammoniac PIC-1.

Le changement de température de la bière a un grand effet sur la pression de vapeur. Correction quasi-immédiate. Contrôle de température s’occupe des changements plus lents.

Système de contrôle global Consigne manuelle de pression de vapeur élevée.

Mode NORMAL: la bière coule dans le système de refroidissement et est maintenue à la température correcte. Mode STANDBY: FSL-1 détecte un débit trop bas ou aucun débit. Il faut cesser le refroidissement, sinon la bière risque de geler.

Mode NETTOYAGE: L’opérateur arrête le système pour le nettoyage des conduites (CIP). Ne pas refroidir.

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Digesteur de copeaux de bois pour faire de la pâte de papier.

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Cooking by indirect streaming

Ramping to cooking pressure and temperature with FIC-1 (duration fixed by KI-1) PIC-1 maintain cooking pressure Pressure is a major cooking control parameter (represent the overall measurement of digester temperature)

Relief control system

Maintain the pressure to the saturated steam pressure equivalent to the temperature measured by TT-4.

Output of TT-4 calibrated to follow the saturated steam temperature vs pression curve. Set point of PIC-2

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Blowback control system

Prevent the plugging of the screen in the relief line. Send steam pressure to relief screen.

PDSH-2 and timer KI-2 open FCV-5 and close PCV2 to blow back relief screen.

Procédé de fabrication de sirop de maïs

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acide chlorhydrique carbonate de sodium anhydre

Pâte amidon de maïs

Un peu de chimie „

L’amidon (starch) est une chaîne de molécules proche du sucre (polymère). „

„ „

(C6H10O5)n

En présence d’acide, il y a hydrolyse: (C6H10O5)n + nH2O -> nC6H12O6

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Un peu de chimie

Contrôle de l’acidité

Pour que le mélange eauamidon hydrolyse. Il faut injecter de l’acide chloridryque (concentration de 0.1N) Contrôle de proportion avec FT-2 et FY-1. Contrôle en cascade du débit de l’acide (pHC-1 et FC-1). Contrôle du débit du mélange eau-aminon par FC-2

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Contrôle de la température et du temps de transit

If faut chauffer à 275°F et maintenir la pression à 40 psig. Contrôle en cascade avec PC-1 et TC-1.

Pour ajuster le temps de transit du mélange, on utilise le contrôle de niveau LT-1.

Contrôle de l’acidité

En sortant de LCV-1, on a un mélange eau, acide et glucose. Le refroidesseur (flash cooler) permet le refroidissment du mélange et retire l’eau qui se transforme en vapeur. Contrôle du débit de la base avec pH-2 pour ramener le pH autour de 7. Le sirop est un mélange de glucose et de sel.

28

Le standard SAMA „

Développé dans les années 60. „

„ „

„

Bailey Meter Company

Approche flexible Les schémas peuvent être réalisés tôt dans le projet. Les diagrammes sont faciles à lire et à comprendre.

Les symboles

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Les fonctions

Les fonctions

30

PI

Consigne analogique fixée manuellement

Contrôle PI

Commande manuelle

PI et feedforward

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Contrôle de proportion

SAMA

32

ISA

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