Contrôle de processus
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Le contrôle de processus est un terme utilisé pour désigner l'ensemble des matériels et logiciels servant à piloter et surveiller le processus de fabrication de produits.
[modifier] Composition
Il est le plus souvent constitué d'une chaîne de moyens :
- capteurs de mesures physico-chimiques : pression, niveau, température, pH, viscosité, turbidité, conductivité... Ces capteurs fournissent aux régulateurs de manière continue ou discrète l'indication directe ou indirecte de l'état du processus. Les mesures peuvent être données à l'aide de convertisseurs grandeur - analogique (par exemple, un échelon de température de 0 à 100 °C devient un échelon de 4 à 20 mA) ou de convertisseurs numériques.
- régulateurs : système matériel et/ou logiciel ayant en charge de faire respecter la consigne de grandeur par rapport aux mesures entrantes en fournissant une grandeur de pilotage aux actionneurs agissant sur le processus. Ces régulateurs sont le plus souvent de type PI (Proportionnelle - Intégrale) ou PID (Proportionnelle - Intégrale - Dérivée).
Ils sont parfois aussi de type prédictif, appelés aussi a priori (le terme anglais utilisé est FeedForward). Dans ce cas, les régulateurs travaillent sur la base de mesures alimentant un modèle mathématique et/ou logique plus ou moins complexe décrivant le comportement du processus. C'est alors le modèle qui élabore la grandeur de pilotage. Il existe aussi des modes mixtes associant régulations classique et prédictive.
- actionneurs : éléments matériels agissant directement sur le déroulement du processus (électro-vanne, moteur, vérin...) et piloté par le régulateur.
[modifier] Types de contrôles de processus
Les contrôleurs de processus se répartissent en deux grandes familles : les "homéostats" et les "servo-mécanismes".
- Les contrôleurs homéostatiques visent à maintenir constante une grandeur physique ou chimique (consigne fixe) quelles que soient les perturbations produites par le milieu extérieur sur le système contrôlé.
- Les contrôleurs par servo-mécanisme visent à faire suivre ou évoluer une grandeur physique ou chimique (consigne variable évoluant dans le temps selon un schéma dynamique) quelles que soient les perturbations produites par le milieu extérieur sur le système contrôlé.
Les schéma dynamiques peuvent être de différent types :
- continu (exemples): (a) montée régulée en température d'un produit liquide, d'un mélange à débit et quantité dosée d'autres produits solides, suivi d'une mise sous vide régulée...; (b) sur un tour à copier, déplacement d'un outil de coupe dont la position à tout moment suit celle d'un palpeur qui parcourt le profil de la pièce à copier, etc.
- batch : séquences (suites d'opérations) des contrôles de processus en continu.
