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Cours #2 – SYS-823
Les schémas d’instrumentation
Cours #2
Schémas d’instrumentation
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Schémas d’instrumentationNorme ISA S5.1
Nomenclature de repérage
Normes ISA S5.1 - S5.3Schémas de principes en instrumentation
Éléments de baseBulle
IdentificationSignaux
Conduite
Débitmètre
Valve
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Identification des instruments6-FRC-1B
Préfixe
Variablemesurée
Fonctions
Numérode boucle
Suffixe
Première lettre
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Lettres suivantes
Symboles des lignes de transmission des signauxAlimentation de l'instrumentou connection au procédé
Signal non définit
Signal pneumatique
Signal électriqueou
Signal hydraulique
Tube capillaire
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Symboles des lignes de transmission des signaux [2]
Signal ultrasonique ouélectromagnétique (guidé)
Signal ultrasonique ouélectromagnétique (non-guidé)
Lien interne du système(logicielle ou lien de données)
Lien mécanique
Signal pneumatique binaire
Signal électrique binaireou
Lesbulles
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Les fonctions
_Y
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Réseau
Signal électrique
Signal pneumatique
Convertisseurcourant/Pression
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Schémas d’instrumentation et approches de contrôle
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Exemple:Traitement des huiles lourdes
Pétrole brut
Carburant de chauffage
Contrôle en « feedback »(rétroaction)
Carburant de chauffage
TT
TCV TC
Pétrole brut
Air
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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 ?
TCV
Contrôle en rétroaction
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Contrôle en « feedforward »(commande prédictive)
FT
FFCV
FFC
Pétrole brut
AirCarburant de chauffage
Schéma bloc de la commande prédictive
Mais, assume que la pression du carburant (PF) et la conversion de chaleur (λF) restentconstants. Assume la linéarité du système.
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Commande prédictive
Commande en rétroaction et prédictive
FT TT
TCVTY
FFC
∑
TCPétrole brut
Air
Carburant de
chauffage
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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 »
FT1
TT
TYFCV
FFC
TC
FC ∑
FT2
Pétrole brut
Air
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Schéma bloc du contrôle en cascade
Meilleure résistance aux perturbations.
Contrôlecascade
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Contrôle en cascade(schéma bloc)
g2
TRC-151Bg3
TCV-151A & BU1
c1+-
h2
TT-151B
g1
TRC-151A+ ++
-r1 g4
JACKETU2
+ + g4
KETTLE
h1
TT-151A
Structure en « sélecteur »Choix de la
température la plus haute
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Structure en « sélecteur »
Sécurité
Structure de contrôle de proportion
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Structure de contrôle de proportion
Contrôle de proportion
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Contrôle de proportion
Contrôle de proportion (amélioré)
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Contrôle de proportion (amélioré)
g1
FRC-108g2
FV-108U1
QPQPd+-
h1
FE-108A
g3
FFRC-108g4
FFV-108U2
QS+-
h2
FE-108B
kR
FFRC-108+ +
+ +
Schéma bloc
Échangeur de chaleur
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Échangeur de chaleur(Schéma bloc)
g2
FCV-131FY-131A
g3
HEATEXCHANGER
W
+
h1
TT-131
g1
TIC-131+ -+
- To
g4HEAT
EXCHANGER
h2
FT-131FY-131B
g5
FY-131C
+Tod
Refroidisseur de bière àl’ammoniac
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Contrôle du niveau d’ammoniac
L’ammoniac liquide devientgazeux et retire de la chaleur de la bière, la refroidissant.
Il faut donc maintenir le niveau d’ammoniac liquidepour immerger la tubulurede bière.
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Contrôle de la températurede la bière
Le contrôleur de température TIC-1 ajuste la consigne du contrôleur de la pression de vapeurd’ammoniac PIC-1.
Le changement de températurede 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
Mode NORMAL: la bièrecoule dans le système de refroidissement et estmaintenue à la températurecorrecte.
Mode STANDBY: FSL-1 détecte un débit trop bas ou aucun débit. Il fautcesser le refroidissement, sinon la bière risque de geler.
Mode NETTOYAGE: L’opérateur arrête le système pour le nettoyagedes conduites (CIP). Nepas refroidir.
Consigne manuelle de pression de vapeur élevée.
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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 pressioncurve. 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 PCV-2 to blow back relief screen.
Procédé de fabrication de sirop de maïs
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Pâte amidonde maïs
acidechlorhydrique
carbonate de sodium anhydre
Un peu de chimieL’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 eau-amidon hydrolyse. Il fautinjecter de l’acidechloridryque (concentration de 0.1N)
Contrôle de proportion avec FT-2 et FY-1.
Contrôle en cascade dudébit de l’acide (pHC-1 et FC-1).
Contrôle du débit dumélange eau-aminon par FC-2
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Contrôle de la température et dutemps 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 niveauLT-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 siropest un mélange de glucose et de sel.
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Le standard SAMADéveloppé dans les années 60.
Bailey Meter Company
Approche flexibleLes schémas peuvent être réalisés tôt dans le projet.Les diagrammes sont faciles à lire et àcomprendre.
Les symboles
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Les fonctions
Les fonctions
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PI
Consigne analogique fixée manuellement
Contrôle PI
Commande manuelle
PI etfeedforward
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Contrôle de proportion
SAMA
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ISA