I. Simulation en régime statique

Pour la simulation en régime statique, on va travailler sur le modèle ci-dessous représentant le

fonctionnement d’un séparateur ( flash drum ).

Pour ce modèle les données sont :

Débit Massique : 5kg/s Pression : 20 psia Température : 80°C

Compositions en fraction de Masse :

Acétone : 0.294 , 2-Propanol : 0.484 , Water (eau) : 0.222

Le séparateur fonctionne à la pression atmosphérique : 14.7 psia

La pression en aval des deux vannes liquide et vapeur est de : 9.7 psia

La chute de pression au niveau des vannes sera de 5 psi.

Méthode thermodynamique : NRTL

Ces informations sont suffisantes pour pouvoir créer un modèle statique simulé sur HYSYS.

Pour cela commençant par faire démarrer HYSYS, et ouvrir un nouveau cas comme monté ci-

dessous.

La fenêtre du gestionnaire de base de Hysys va apparaitre comme ci-dessous.

Cliquer sur le bouton view et la liste des différents composant de la base de données de HYSYS

apparaitra comme ci-dessous :

Faite entrer le mot acétone dans la fenêtre Match. Le composant acétone apparaitra alors dans la

liste des composants en couleur bleue comme montré ci-dessous.

Cliquer sur le bouton Add pure , le composant acétone apparaitra alors dan la fenêtre Selected

Components comme montré dans la figure ci-dessous :

Refaire la procédure pour les deux autres composants à savoir le 2-propoanol et l’eau (water). A

l’issue de cette procédure la fenêtre Selected components apparaitra comme suit :

Sortir de la fenêtre Component List view en cliquant sur le bouton situé en haut et droite

de cette fenêtre. La fenêtre Simulation Basis Manager apparaitra alors comme ci-dessous :

Cliquer sur le Bouton Fluids Pkgs. Il apparaitra alors la fenêtre ci- dessous :

En agissant sur le bouton scroll faite défilera la liste des méthodes thermodynamiques. Choisissez la

méthode NRTL qui est une méthode appropriée pour notre exemple en cliquant dessus.

Cliquer sur le bouton close situé en haut et à droite de la fenêtre . La fenêtre du gestionnaire

de base de Hysys va apparaitre comme ci-dessous.

Cliquer sur le bouton Enter Simulation Environnment situé en bas et à droite de la fenêtre. La

fenêtre ci-dessous apparaitra.

C’est le moment de sauvegarder ce travail en lui donnant un nom (on choisira SEPARATEUR) et en

l’enregistrant. Une .hsc extension sera automatiquement ajoutée à ce fichier ( fichier HYSYS). Le

nom du fichier apparaitra en haut de la fenêtre comme monté ci-dessous.

On va maintenant passer à la simulation statique de notre séparateur.

Cliquer sur la flèche bleue ( Materiel Stream ) située en haut et à droite de la fenêtre. Faire glisser la

souris à gauche et au milieu de la fenêtre verte . Recliquer sur la souris une flèche de couleur bleue

claire apparaitra alors sur cette fenêtre . La couleur bleue claire indique que les propriétés ( débit,

température, …) du flux ( stream) doivent être spécifiées .

Double cliquer sur la flèche de couleur bleue claire , une fenêtre de spécifications numérotée 1 doit

apparaitre .

Commençant par donner un nom à notre flux en cliquant sur le chiffre 1 située à droite du nom

Steam Name, puis écrire le mot Alimentation dans le champ qui va apparaitre, et enfin appuyer sur

la touche entrée. Le mot alimentation apparaitra alors comme suit :

Cliquer maintenant à droite de Temperature et écrire 80 dans la fenêtre qui va apparaitre.

On remarque qu’à droite de 80 va apparaitre une fenêtre d’unités en temperature. Pour nous, on

choisira C (centigrade). Appuyer sur la touche entrée.

Cliquer ensuite à droite du nom Pressure, faite entrer la valeur 20 psia , et appuyer sur la touche

entrée . On aura alors la configuration suivante :

D’une manière similaire, faites renter le débit massique devant le nom Mass Flow. On aura alors la

configuration suivante

Le reste des fenêtres est vide parce qu’on n’a pas encore spécifier les compositions. Pour faire

renter ces compositions, on commence par cliquer sur le mot composition situé en troisième positon

et à droite de la fenêtre Alimentation. La fenêtre ci-dessous apparaitra :

En cliquant sur le bouton Edit situé en bas et à droite de la fenêtre Alimentation on aura la fenêtre

Input Composition for Stream qui apparaitra :

Nos unités étant des fractions de masse , on va d’abord cocher à droite de Mass fraction. Puis on fera

rentrer nos fractions de masse ( Acétone : 0.294 , 2-Propanol : 0.484 , Water (eau) : 0.222)

de la même manière que la température et la pression . On aura après finition la fenêtre suivante :

Cliquer sur la touche OK et la fenêtre Alimentation apparaitra avec une barre de couleurs verte en

bas. Ce qui veut dire et les conditions de fonctionnement sont réunies.

Cliquer l’item Condition situé en haut et à droite de la fenêtre Alimentation. Il apparaitra alors la

fenêtre ci-dessous qui montre grâce à la barre de couleur verte que toutes les conditions sont

réunies pour continuer notre simulation.

On fermera cette fenêtre en cliquant le bouton close situé en haut et à droite de la fenêtre .

La couleur du flux va alors passer du bleu clair vers le bleu foncé avec le nom Alimentation au

dessous.

On va ajouter maintenant la vanne d’Alimentation. Cliquer sur le symbole valve localisé au niveau

de la palette ,puis faire glisser la souris jusqu’au point situé à coté du symbole

Alimentation, puis recliquer sur la souris , le symbole de la vanne apparaitra alors en rouge.

En double cliquant sur le symbole vanne, on obtiendra la fenêtre suivante :

Cliquer sur VLV-100 et faite rentrer le nom de la vanne. On la nommera Vanne Alimentation.

Ouvrir le champ Inlet . Le mot Alimentation apparaitra , cliquer dessus. On aura la fenêtre suivante :

Cliquer sur le champ Outlet et écrire directement Alimentation séparateur, puis appuyer sur la

touche Entrée . Cela aura pour effet de créer directement le flux nommé Alimentation à la sortie de

la vanne . On obtiendra la fenêtre suivante :

La couleur du champ du bas passe alors du rouge vers le jaune en mentionnant l’absence de delta P.

Cliquer sur le mot paramètre situé en haut et à droite de la fenêtre . on obtiendra la fenêtre ci –

dessous :

On clique sur le champ Deta P, et on fait rentrer comme précédemment la valeur 5 psi . (n’oublier

pas d’ajuster les unités, prendre psi ) . On obtiendra alors la fenêtre ci-dessous :

Cette fenêtre montre une valeur de 37.47 kPa avec le champ du bas qui prend la couleur verte.

Ce qui veut dire que la vanne est prête et que l’on continuer notre expérience. On fermera cette

fenêtre en cliquant le bouton rouge close situé en haut et à droite de la fenêtre. On

obtiendra la fenêtre suivante :

N’oubliez pas de sauvegarder fréquemment votre fichier en cliquant sur le bouton .

Maintenant, on va ajouter à notre schéma de simulation l’élément majeur qui est le Séparateur. De

la même manière que précédemment on va aller sur la palette cliquer sur le symbole separateur

, puis faire glisser la souris jusqu’au point situé devant le flux Alimentation et

recliquer sur la souris. On aura alors la configuration suivante :

Le séparateur sera en couleur rouge.

Double cliquer sur le Séparateur afin d’obtenir la fenêtre ci-dessous.

Commencer par introduire le nom Séparateur à l’intérieur du champ Name (V-100). On aura alors la

fenêtre suivante :

Dans le champ Inlet cliquer sur Alimentation Séparateur. Dans le champ Vapor Outlet écrire le mot

Vapeur. Dans le champ Liquid Outlet écrire le mot Liquide. Le fait d’écrire ces deux mots aura pur

effet de créer à la sortie du séparateur un flux vapeur et un flux liquide .Notre fenêtre aura alors

l’allure suivante :

La couleur verte qui apparait en bas montre qu’on est sur la bonne voie et que peut continuer à

compléter notre schéma de simulation.

On fermera cette fenêtre en cliquant le bouton rouge close situé en haut et à droite de la

fenêtre. On obtiendra la fenêtre suivante :

Maintenant, il reste à créer les deux vannes liquides et vapeurs avec à leurs bords une chute de

pression de 5 psi, ainsi que les deux flux de sortie. En se basant sur votre propre expérience

compléter le schéma de simulation en créant ces deux vannes nommées vanne vapeur et vanne

liquide. Quant aux deux flux de sortie, on les nommera Sortie Liquide et Sortie Vapeur.

Donc finalement, on obtiendra le schéma de simulation final ci-dessous :

Afin de s’assurer que notre schéma de simulation est correct et consistant ,on va vérifier les

compositions et les conditions de fonctionnement des flux Sortie Vapeur et Sortie Liquide ; elles

doivent correspondre aux valeurs ci-dessous :

Avant de passer en régime dynamique, on va sauvegarder notre fichier sous le nom SEPARATEUR ,

puis sous un autre nom par exemple SEPARATEURASSISTANT . Le fichier SEPARATEURASSISTANT

sera utilisé plus avec l’assistant dynamique. Pour l’instant , on continuer à travailler avec le fichier

Separateur.

II. Simulation en régime dynamique

Avant de passer en régime dynamique, on doit spécifier les caractéristiques dynamiques des

équipements utilisés. Pour cela on va utiliser les conditions opératoires nominales du régime

statique comme base de départ du passage du régime statique au régime dynamique.

II.1 Spécifications du dimensionnement du Séparateur

En double cliquant sur le Séparateur On aura la fenêtre suivante :

En cliquant sur le champ Rating situé au bas de la fenêtre on obtiendra le schéma suivant :

On remarque que les dimensions de notre séparateur ne sont pas encore spécifiées. Pour

spécifier ces données on utilise généralement le débit de soutirage du séparateur et on

prend généralement un temps de rétention compris de 5 mn lors ce que lorsque le

Séparateur est à moitié plein .

Pour notre séparateur si l’on regarde le débit d’alimentation on le trouvera égale à 21.8m3/h

( Cliquer sur le flux Alimentation pour visualiser cette valeur ). Si l’on regarde aussi les débits

de sortie Liquide et vapeur du Séparateur , ils ont comme valeurs respectives 16.07 m3/h et

5.729 ( Cliquer sur les flux liquide et vapeur pour voir ces valeurs). Leur somme sera égale à

21.8 m3/h.

Si l’on prend un temps de rétention de 5 mn , on aura un volume de rétention ou de

fonctionnement de :

V = (21.8*5)/60 = 1.81 m3 .

Notre séparateur aura donc un volume de 3.62 m3

Le volume du cylindre étant égal à V = (3.14*D2/4)*H. Il est d’habitude de prendre H= 2*D .

Notre volume sera alors de à V = 6.28*D3/4. De cette formule on pourra donc tirer la

hauteur et le diamètre du cylindre. On trouve D= 1.32 et H = 2.64

Remarque :

- Si l’on a les données exactes du séparateur que l’on simuler, on les fait rentrer

directement dans la fenêtre.

- HYSYS dispose aussi d’un assistant dynamique qui peut faire ce dimensionnement à

notre place (On verra par la suite comment en utilisant le fichier

SEPARATEURASSISTANT )

On va faire rentrer maintenant nos valeurs. Notre fenêtre aura la configuration suivante :

Cliquant sur le champ dynamique localisé au bas de la fenêtré et vérifions dans la fenêtre

correspondante ci-dessous que le volume de service est de 50 %

Les données exactes de notre séparateur étant :

D = 1.5 m H =2.5 m Niveau ou Volume de service : 42 %

En faisant renter directement ces valeurs dans nos deux précédentes fenêtres, on aura :

On pourra aussi utiliser l’assistant dynamique de HYSYS pour faire le désigne. Pour cela , aller

vers la fenêtre Séparateur- Rating et effacer les différentes valeurs existantes, on aura

alors :

Cliquer maintenant sur le champ Quick Size localisé à gauche de la fenêtre. Les résultats

apparaitront alors sur la fenêtre comme suit :

On verra par la suite comme pourra avoirs le même résultat en utilisant directement

l’assistant dynamique.

II.2 Spécifications du dimensionnement des vannes

Double cliquant sur la vanne Alimentation puis sur l’étiquette Rating une fois la fenêtre

Vanne apparue , on aura la fenêtre suivante :

On remarque que le champ Cv est vide .Si l’on veut travailler en dynamique, on doit donner

la Valeur de Cv.

Si on a une valeur spécifique de Cv de la vanne utilisée, on la fait rentrer directement dans la

fenêtre, sinon on clique sur l’étiquette Size Valve et l’assistant dynamique de HYSSYS le fera

à notre place .On aura alors la fenêtre ci-dessous :

On verra par la suite comment en utilisant l’assistant dynamique, faire directement le

dimensionnement des vannes.

Compléter le dimensionnement des deux autres vannes liquides et vapeur en vérifiant leurs

Cv respectifs qui seront de 66.38 et 611.2 USGPM.

Cliquant maintenant sur l’étiquette Dynamics de la fenêtre Vanne Alimentation. On aura la

fenêtre suivante :

En cliquant maintenant sur le champ Actuator situé sur la droite de la fenêtre on aura :

On remarque que le positionneur est figé au mode Instantané et qu’on peut le changer.

On va maintenant montrer comment activer ces trois modes pour pouvoir choisir l’un des trois .

Pour cela :

Dans la fenêtre principale nommée SEPARATEUR cliquer sur l’étiquette Simulation pour avoir la

fenêtre de gauche suivante :

Cliquer maintenant sur le champ Intégrateur localisé au milieu de la fenêtre. On obtiendra la fenetre

de gauche nommée Intégrateur.

Dans cette fenetre cliquer sur l’étiquette Options , pour obtenir la fenetre de gauche ci -dessous :

Cocher le champ Static Head Contribution , pour faire apparaitre la fenetre de droite ci-dessus.

Cocher alors le champs Check Out when in dynamics puis sur OK ,on reviendra alors vers la fenetre

Integrater avec les options Static Head Contribution et Use HYSSYS fidelity cochées comme

montrée dans la fenetre à droite ci-dessous :

On fermera cette fenêtre en cliquant le bouton rouge close situé en haut et à droite de la

fenêtre. On obtiendra la fenêtre suivante :

Revenant maintenant vers notre schéma de simulation et double cliquant sur la vanne Alimentation,

puis sur l’étiquette Dynamics une fois que la fenêtre apparaitra, et enfin cliquer sur le champ

Actator de la fenêtre Dynamics, on aura alors la fenêtre suivante :

Cliquer sur le champ First Order, puis faite rentrer la valeur 5s dans le champ Actuator Time

Constant et 3s dans le champ Valve Stickness Time Constant. Ces valeurs sont spécifiques à chaque

vanne et sont généralement données par le constructeur de vannes. Apres cela notre fenêtre aura

l’allure suivante :

Fermera cette fenêtre en cliquant le bouton rouge close situé en haut et à droite de la

fenêtre ,

Faites rentrer les mêmes valeurs pour les vannes liquide et vapeur.

II.3 Spécifications des flux

On va maintenant s’intéresser au flux Alimentation et aux deux flux de sortie liquide et vapeur .

Revenant au schéma de simulation et double cliquant sur le flux Alimentation juste après , cliquer

sur l’étiquette Dynamics localisée au bas de la fenêtre. On aura comme résultat la fenêtre à gauche

ci-dessous :

On remarque que les champs Pressure et Mass Flow sont cochés , alors qu’en dynamique , on

specifie generalement la pression et le débit est calculer à partir de cette pression. On va donc ici

décocher le champ Mass Flow en cliquant sur le signe v. La fenetre aura l’allure représentée en

figure droite ci-dessus.

Fermera cette fenêtre en cliquant le bouton rouge close situé en haut et à droite de la

fenêtre

Revenant à notre schéma de simulation et double cliquant maintenant sur le flux sortie liquide , puis

sur l’étiquette Dynamics ; la fenêtre à gauche ci-dessous apparaitra :

On remarque que les deux champs ne sont pas activés. Pour les mêmes raisons ci-dessus, on activer

uniquement le champ Pressure, on aura finalement la fenêtre de droite ci-dessus . Fermer cette

fenêtre.

Faire la même procédure avec le flux vapeur. On aura les fenêtres ci-dessous.

Sauvegardons maintenant le fichier nommé SEPARATEUR et ouvrons le fichier nommé

SEPARATEURASSISTANT.

Dans ce fichier on vous montrera uniquement comment faire le dimensionnement en utilisant

l’assistant dynamique. Par la suite on reviendra sir le fichier SEPARATEUR, ou on gardera ce fichier

mais sans oublier de rajouter les transformations nécessaires pour faire activer les options du

positionneur ( Actuator ) de la vanne.

Allez dans HYSYS , Fichier, assistant, comme le montre la figure gauche ci-dessous et ouvrir ce fichier

en cliquant dessus.

Le schéma de simulation va apparaitre sur votre écran .Sélectionner maintenant le bouton Dynamics

Assistant localisé à gauche du bouton vert, en cliquant dessus.

L’assistant dynamique nous montre ici qu’il faut faire certaines modifications. Pour cela cliquer sur le

bouton Make Changes localisé au bas de la fenêtre. Il apparaitra alors la fenêtre ci-dessous

montrons que des modifications ont été effectuées.

Cliquer sur le bouton Finish , le schéma de simulation réaparaitra. On poura verifier en cliquant sur

les flux, les vannes, et le séparateur , que les changements effectués precedement viennent d’etre

faits par l’assistant dynamique. On remarque que les otions du positionneur (Actuators) n’ont pas été

changées . Pour les changer, on fait la meme procedure que precedement ou carrement fermer ce

fichier et commcer à retravailler avec le fichier SEPARATEUR où toutes les modifications ont déjà été

faites. Nous on va travailler sur fichier Separateur où ces changements ont déjà été faits.

Fermer le fichier SEPARATEURASSISTANT ET Ouvrir le fichier SEPARATEUR comme le montre la figure

gauche ci-dessous. En cliquant sur SEPARATEUR on fera apparaitre la figure de droite.

Pour passer au mode Dynamique il suffit maintenant de cliquer sur le bouton Dynamics Mode

localisé juste à gauche du bouton Dynamics Assistant. On est maintenant dans le mode Dynamique.

Sauvegarder le fichier.

Remarque : On aurait pu passer directement au mode dynamique sans passer par l’assistant . A ce

moment en cliquant sur le bouton Dynamics Mode la fenêtre de l’assistant Dynamique apparaitra

comme à droite ci-dessous:

Continuer comme precedement .

II.4 Ajout de régulateurs

Dans cette expérience, on va s’intéresser à la régulation de débit du flux d’entré, et à la

régulation du niveau et de la pression à l’intérieur du séparateur.

On va commencer par la régulation de débit. Pour cela Cliquer sur le bouton control Ops

localisé au bas de la palette. La fenêtre des régulateurs va apparaitre comme à droite ci-

dessous.

Cliquer sur le bouton PID Controller comme monté à drite ci-dessus, et faire glisser la souris jusqu’à

l’endroit localisé au dessus de la vanne Alimentation , puis recliquer sur la souris , le réguleur PID va

alors apparaitre en rouge cmme monté ci-dessous.

On va maintenant passer à la configuration du dit régulateur. Ici, on va s’intéresser à la régulation du

débit massique du flux Alimentation Séparateur. En double cliquant sur ce flux la fenêtre du dessous

va apparaitre :

On remarque que le débit massique est de l’odre 18000 Kg/h. Dans notre boucle de régution, on va

travailler avec un débit Massique compris entre 0 et 36000 Kg/h.

Fermons maintenant cette fenetre et double cliquons sur le régulateur , la fenetre du dessous va

apparaitre :

Cliquer sur le bouton Select PV pour faire apparaitre la fenetre à gauche ci-dessous :

En cliquant sur l’inscription Alimentation Séparateur, la fenêtre de droite ci-dessus va apparaitre.

Faire un Scroll sur la liste Variable de manière à choisir l’unité Mass Flow en cliquant dessus comme

monté sur la figure de droite ci –dessus.

Cliquer sur la touche OK située en haut et à droite de la fenêtre ci-dessous. Celle-ci va se refermer.

La fenêtre principale du régulateur va réapparaitre à gauche ci-dessous. Cliquer alors sur l’étiquette

Paramètre localisée au bas de la fenêtre pour faire apparaitre la fenêtre de droite ci-dessous .

Faites rentrer les valeurs PV Minimun (0 kg/h) et PV Maximun ( 36000 kg/h) comme monté ci-

dessous :

Notre régulateur étant en mode reverse , on en profite de la présence de la fenêtre de droite pour

voir que cette option est déjà cochée , notre fenêtre prendra alors l’allure suivante :

On a terminé avec la variable PV et le mode opératoire du régulateur , on va maintenant

s’intéresser à la variable Opératoire OP. Cliquer sur l’étiquette Connections pour avoir la fenêtre de

gauche ci-dessous :

En cliquant sur l’étiquette Select OP , on aura la fenêtre de droite ci-dessus, choisissez l’inscription

Vanne Alimentation , puis cliquer l’étiquette ok pour voir apparaitre la fenêtre ci-dessous.

On remarque que la barre OK prend la couleur verte. Ce qui veut veut dire que la connection du

régulateur a réussi . Avant ‘aller plus loin on va maitenant fermer cette fenetre et revenir au shema

de simulation .

Ce schema aura l’allure ci-dessous.

On remarque que leregulateur est mal agencé. On met le positionneur de la souris sur le régulateur

et on clique sur le coté droit pour faire apparaitre la fenetre ci-dessous .

Dans cette fenêtre, on choisira l’inscription Transform puis l’inscription Miror about Y en cliquant

dessus. .

On remarque sur le schéma de gauche que le régulateur a subit une rotation. Il ne reste plus qu’à

réajuster le schéma en utilisant la souris pour finalement obtenir le schéma de droite ci-dessus

Revenons maintenant à notre schéma de simulation et cliquant sur notre régulateur pour faire

apparaitre la fenêtre de droite ci-dessous.

En cliquant sur l’étiquette Face Plate localisée au bas de la fenêtre, on fera apparaitre la face avant

du régulateur ( appelé face plate ). Cette face plate aura l’allure représentée en figure droite ci-

dessus. On remarque que le régulateur est en mode manuel, que la variable opératoire est à 50 %,

et que la PV ( process variable) est à 18000 kg/h.

Pour pouvoir suivre l’évolution des variables PV (process variable) , OP (operating variable) , SP (set

point) , on va créer un enregistreur ( StipChart ). Pour cela on fera d’abord apparaitre la fenêtre de

gauche ci-dessus en double cliquant sur le régulateur.

On va ensuite cliquer l’étiquette Stipchart localisée au bas de cette fenêtre. Il apparaitra alors la

fenêtre de gauche ci-dessous :

En cliquant sur le bouton on fera apparaitre la fenetre de droite ci-dessus. On choisira

la ligne SP,PV,OP en cliquant dessus pour obtenir la figure de gauche ci-dessous :

On cliquera alors sur l’étiquette Create Stripchart pour faire apparaitre l’enregistreur en figure

droite ci-dessus.

Cet enregistreur a besoin d’être initialisé avant de commencer notre expérience. Pour cela le

positionneur de la souris au milieu de la stripchart et cliquant sur le bouton droit de la souris pour

faire apparaitre la figure de gauche ci-dessous :

En cliquant sur l’inscription Graph Control, on fera apparaitre la fenêtre de configuration de

l’enregistreur représente en figure droite ci-dessus. Grace à cette fenêtre de configuration, on pourra

choisir la couleur de la stripchart, la base de temps et bien d’autre chose.

On commencera par choisir la couleur en double cliquant en cliquant sur le fond noir localisé à coté

de l’inscription color sur la fenêtre. Il apparaitra alors la fenêtre de gauche ci après.

Il suffit alors de choisir une couleur en cliquant dessus, puis de cliquer sur l’étiquette OK pour faire

apparaitre la fenêtre de droite ci dessous. ( la couleur blanche a été choisie ).

En revenant maintenant à la fenêtre de configuration de l’enregistreur, on va choisir la base de

temps . Pou cela cliquant sur l’étiquette. Pour faire apparaitre la fenêtre de gauche ci-dessous :

Pour les besoins de notre simulation, on prendra un Delta Time de 600 mn. Pour cela , on cliquera sur

l’inscription 22.34 et on la remplacera par 600. Notre fenêtre aura alors l’allure suivante :

Une dernière étape consiste à cliquer sur l’étiquette Setup Logger pour faire apparaitre la fenêtre

de gauche ci-dessous.

Cliquer maintenant sur l’inscription 300 et la remplacer par le nombre 30000 par exemple. Cette

fenêtre aura alors l’allure représentée en figure droite ci-dessus. Cette opération est nécessaire pour

pouvoir utiliser toute l’étendue de l’enregistreur, si le nombre n’est pas assez grand on ne pourra

utiliser qu’une partie de la stripchart. Fermer maintenant cette fenêtre, ainsi que la fenêtre de

configuration de l’enregistreur.

En minimisant la fenêtre de notre schéma de simulation et en fermant les fenêtres unitiles pour

l’instant et en réarrangeant les deux fenêtres de la face plate et de l’enregistreur, on obtiendra la

figure ci-dessous :

En cliquant sur le bouton vert localisé au en haut et au milieu de la fenêtre , on aura comme résultat

la fenêtre ci-dessous qui montre que l’expérience a commencé et que l’on est en régime dynamique.

On va faire maintenant un test dynamique en faisant varier la variable opératoire OP de 50 à 60 %.

Pour cela cliquant sur l’inscription OP :50 et inscrivant la valeur 60 puis appuyer sur la touche OK.

On figure ci-dessous qui montre que la variable process ( PC) de couleur verte a évoluée. Cette

courbe verte est appelée courbe de réaction du système.

On va maintenant laisser la boucle de régulation de débit ( on fera le réglage de cette boucle plus

tard ), et vers la création de la boucle de régulation de niveau du séparateur . Dans cette boucle, on

va introduire en plus un retard de 5 minutes .

Commençons par revenir au schéma de simulation avec la palette .

Cliquer ensuite sur le bouton control Ops localisé au bas de la palette. La fenêtre des

régulateurs va apparaitre comme à droite ci-dessous.

Cliquer sur le bouton PID Controller comme monté à drite ci-dessus, et faire glisser la souris jusqu’à

l’endroit localisé au dessus de la vanne liquide , puis recliquer sur la souris , le réguleur PID va alors

apparaitre en rouge cmme monté ci-dessous.

Revener maintenant sur la palette et cliquer sur le bouton transfer Function Block comme montré en

figure gauche ci –dessous.

Comme pour le régulateur faire glisser la souris jusqu’à l’endroit localisé au dessus du flux liquide

puis recliquer sur la souris , le bloc TRF1 va alors apparaitre en rouge comme motré en figure droite

ci-dessus.

Comme pour la boucle de régulation de débit on va maitenant passer à la connexion des élents de la

boucle de régulation de niveau.

Commencon par double cliquer sur le régulateur IC-100 pour faire apparaitre la fenetre ci-dessous :

Cliquer sur le bouton Select PV pour faire apparaitre la fenetre à gauche ci-dessous :

Cliquer successivement sur les inscriptions TRF-1 et OP value (on considère que la variable niveau va

passer pars le filtre à retard TRF-1 sortir par OP pour aller ensuite vers le régulateur ) ,puis sur la

touche OK pour faire apparaitre la fenêtre de gauche ci-dessous:

Cliquant maintenant sur l’étiquette Select OP pour faire apparaitre la fenêtre de droite ci-dessus.

Sélectionner l’inscription Vanne liquide . Puis appuyer sur la touche OK pour revenir à la fenetre LIC

100 ci-dessous :

Fermons maintenant cette fenêtre et double cliquant sur le filtre TRF-1 au niveau du schéma de

simulation pour faire apparaitre la fenêtre de gauche ci-dessous :

Cliquer sur l’étiquette Select PV pour faire apparaitre la fenêtre ci-dessous .

Cliquer sur la touche OK. Fermer la fenêtre qui va apparaitre. Le schéma de simulation va alors

apparaitre comme en figure ci-dessous.

On remarque que le filtre TRF-1 ainsi que le régulateur LC-100 sont de couleur rouge. Ce qui montre

qu’ils ne sont pas encore configurés . C’est ce que l’on va faire maintenant. Commençons parle filtre

TRF-1.

Double cliquant sur le filtre TRF-1 pour faire apparaitre la fenêtre de gauche ci dessous :

Cliquer sur l’étiquette Pameters pour faire apparaitre la fenêtre de gauche ci-dessus. Cliquer sur

l’inscription Unitless à droite de l’inscription Output Variable Type et choisir l’unité Percent .

Puis aller vers les variables PV et OP et inscrivez les valeurs 0 dans minimum, et 100 dans

maximum. Notre fenêtre aura alors l’allure de la figure de gauche ci-dessous :

On remarque que la couleur de la barre OK passe du rouge au vert . Il ne nous reste plus qu’à ajouter

un retard de 10 mm à notre bock. Pour cela cliquer sur l4INSCRIPTION Delay au niveau de la fenêtre

pour faire apparaitre la fenêtre de gauche ci-dessous

Cocher alors la case Delay puis inscrire le retard voulu dans la petite fenêtre T ( Delay Period ). Pour

notre exemple , on prendra 10 mm. On aura alors la fenêtre de droite ci-dessus . Fermer cette

fenêtre pour revenir au schéma de simulation .

On remarque que la couleur rouge a disparue au niveau du filtre . Double cliquant maintenant sur le

régulateur pour faire apparaitre la fenêtre de gauche ci –dessous :

Cliquer sur l’étiquette Paramètre pour faire apparaitre la fenêtre de droite ci-dessus.

Le régulateur étant ici en mode direct on cochera donc la case correspondante. Puis on introduira les

valeurs PV Minimum 0 % et PV Maximum 100% dans les cases correspondantes tes, on obtiendra

alors la fenêtre de gauche ci-dessous :

On remarque que la couleur de la barre OK redevient verte. Ce veut dire que le régulateur est prêt

pour l’emploie. Comme pour le régulateur de débit, on va créer la Face Plate (face avant) du

régulateur en cliquant sur l’étiquette Face Plate localisée au bas de la fenêtre pour faire apparaitre la

fenêtre de droite ci-dessus.

On va maintenant créer la stipchart ( enregistreur) en procédant de la même manière que pour le

régulateur de Débit .

En minimisant maintenant la fenêtre du schéma de simulation et en fermant toutes les fenêtres que

l’ on n’utilise pas et en faisant un peu de réarrangement avec la souris, on va obtenir la figure ci-

dessous :

On remarque que la variable opératoire OP du régulateur de Débit est de 50 %.

Celle du régulateur de Niveau étant de 48 %.

En laissant le régulateur de Débit au mode manuel , on va s’intéresser au réglage du régulateur de

niveau en utilisant les différentes méthodes en boucle ouverte (régulateur au mode manuel) et en

boucle fermée ( régulateur au mode automatique) utilisées dans l’industrie.

Méthodes en boucle ouverte

Le régulateur de Débit étant au mode Manuel avec la variable opératoire OP 0 50 %. Le régulateur de niveau

étant aussi au mode manuel ave la variable opératoire OP 0 42 %. La variable process correspondante PV

sera alors de l’ordre de 56.84 %.

On va maintenant faire évoluer OP de 42 à 45 % (échelon de 3 %). La variable PV va alors évoluer de 56.84

% vers 32.40 %.

De cette courbe , appelée courbe de réaction du système, on va tirer la fonction de transfert qui a pour

forme :

1)(

p

eGpG

Tp

s

Le retard étant de 10 mn , la valeur de T SERA 2GALE ICI à 10 mn. La valeur de Gs sera de l’odre de

14.8

3

44.24

3

84.5640.32

sG

étant le temps qu’il faut pour atteindre les 62,3 % de la valeur finale. On prendra d’abord

-0.623*24.44= -15.23 . sera alors le temps qu’il faudra pour atteindre la valeur 56.84-15.23

=41.61 %

Finalement on trouvera = 103962-103918= 44

On aura finalement :

144

14.8)(

10

p

epG

p

Si l’on décide d’utiliser un régulateur PI les formules de ZIEGLER NICHOLS donnent :

TGG

s

r*

*9.0

TTi *33.3

On trouve Gr = 0.49 et Ti = 33.3

Si l’on décide d’utiliser les formules de LUYBEN , on aura : )2.0,7.1max( T

s

rG

TG

2/)2(

2/TTi

Comme application numérique, on trouve :

= max(17,8.8) = 17 Gr = 0.354 TI = 49

Revenant à notre schéma de simulation cliquant sur l l’inscription Tuning de la Face Plate du régulateur de

niveau pour faire apparaitre la fenêtre de gauche ci-dessous :

Introduire les valeurs de Gr = 0.49 et Ti = 33.3 dans les champs correspondants Kc et Ti de la fenêtre , on

aura alors la fenêtre de droite ci-dessus . Fermons cette fenêtre et passons aux essaies .

Choisir le mode automatique du régulateur comme montré en figure ci-dessus.

Puis faire varier la consigne de 56% à 50 % puis de 50% à 56 % pour faire apparaitre la figure ci-dessus :

Passons maintenant au test par rapport à une variation de charge . Pour cela faite varier directement sur la

face plate du régulateur de débit la vaiable OP de 50 % à 60% puis de 60% à 50 % . On obtiendra le résultat

ci-dessous :

On remarque que les réponses sont légerement oscillatoires . Ce genre de réponse est relatif à la méthode de

ZIEGLER NICHOLS qui generalement des réponses oscillatoires. Si une réponse moins oscillatoire on utilise par

exemple la méthode de LUYBEN.

Pour notre experience avec la méthode de Luyben , On aura les réponses suivantes qui sont moins oscillatoires

.