Qu’est-ce qu’un régulateur ?
Un régulateur est un dispositif permettant de réguler automatiquement la puissance d’une machine.
Ils sont souvent commercialisés sous le nom de régulateurs d’indication ou de régulateurs de température. De nombreux dispositifs commercialisés en tant que régulateurs de température sont également capables de réguler des paramètres autres que la température.
Les paramètres physiques tels que la température, l’humidité, la pression et le débit sont saisis par un capteur pour indiquer une valeur. Une rétroaction est appliquée pour s’assurer que cette valeur est égale à la valeur cible définie. Les produits sont généralement dotés d’un écran qui surveille la valeur actuelle du paramètre à réguler et la valeur définie.
Si l’affichage est un pointeur analogique, il s’agit d’un régulateur analogique ; s’il s’agit d’un affichage à sept segments, il s’agit d’un régulateur numérique. Actuellement, les régulateurs numériques sont les plus courants. Dans le cas des indicateurs analogiques, l’affichage de la valeur actuelle peut être omis.
Utilisations des régulateurs
Les régulateurs sont largement utilisés dans des applications allant des équipements industriels aux appareils ménagers. Voici quelques exemples d’applications des indicateurs de contrôle
- Contrôle de la température des réservoirs d’eau commerciale et des réservoirs de stockage
- Contrôle de la température des climatiseurs
- Contrôle de l’humidité des déshumidificateurs et des humidificateurs
- Contrôle du débit de dioxyde de carbone dans les incubateurs à CO2 pour la culture cellulaire.
- Contrôle de la pression dans les systèmes de ventilation locale.
Utilisé lorsque vous souhaitez maintenir des paramètres constants. Il peut également être utilisé en conjonction avec un ordinateur pour enregistrer les données surveillées.
Principe du régulateur
Un régulateur se compose d’une partie capteur, d’une partie traitement et surveillance et d’une partie sortie. La partie capteur est la partie qui entre les quantités physiques. Le capteur utilisé est celui de la grandeur physique à réguler, par exemple un thermomètre pour la température ou un hygromètre pour l’humidité.
La partie de traitement, de calcul et de contrôle ajuste la valeur de sortie tout en contrôlant la valeur. La valeur mesurée et la valeur cible sont comparées à l’aide d’un comparateur ou d’un dispositif similaire intégré au circuit pour déterminer la valeur de sortie, qui est ensuite envoyée à la section de sortie. Il existe plusieurs opérations de contrôle pour le retour d’information.
1. Opération ON/OFF
La sortie est activée lorsque la valeur mesurée est inférieure à la valeur cible et désactivée lorsque la valeur mesurée est supérieure. En répétant cette opération, la valeur mesurée reste proche de la valeur cible.
2. Fonctionnement proportionnel (fonctionnement P)
Il s’agit d’un fonctionnement dans lequel la sortie de contrôle est proportionnelle à la différence par rapport à la valeur cible ; il est possible d’obtenir un fonctionnement plus régulier qu’avec le fonctionnement ON/OFF, mais la fluctuation est relativement importante à proximité de la valeur cible. La stabilisation à un léger écart de la valeur cible s’appelle un offset, qui est ajusté par l’opération intégrale.
3. Fonctionnement intégral (fonctionnement I)
Cette opération contrôle sur la base de la valeur intégrale dans le temps de la différence entre la valeur cible et la valeur mesurée. Il est souvent utilisé pour éliminer un décalage lorsqu’il apparaît en mode proportionnel. Utilisé en combinaison avec le fonctionnement proportionnel.
4. Fonctionnement différentiel (fonctionnement D)
Cette opération produit une sortie en fonction du taux de variation de la valeur mesurée (valeur dérivée). La combinaison des opérations P, I et D est appelée opération PID, qui combine les avantages de chaque opération.
Comment choisir un régulateur
Sélectionnez un régulateur en fonction de la taille de montage, des spécifications d’entrée, des spécifications de sortie, de la méthode de communication, etc.
1. Taille de montage
La taille de montage est la taille du panneau sur lequel le régulateur est monté. En général, les régulateurs sont souvent montés sur le panneau de surface d’une armoire de commande métallique, de sorte que le produit est sélectionné en fonction de l’espace de montage disponible. Si un grand nombre de régulateurs doivent être alignés, il convient de choisir un produit plus petit.
2. Spécifications d’entrée
Les spécifications d’entrée comprennent les signaux d’entrée et le nombre de points d’entrée. Le choix se fait en fonction de la quantité physique que vous souhaitez contrôler. Si le signal d’entrée est la température, des thermomètres à résistance ou des thermocouples sont souvent utilisés.
Les éléments de mesure de la température à résistance sont principalement des spécifications PT100 Ω, tandis que les thermocouples sont utilisés à partir de K, R, B, etc. en fonction de la température utilisée. Dans de nombreux cas, outre la température, des dispositifs avec une entrée 4-20 mA ou une entrée 1-5 V peuvent être connectés.
Le signal d’entrée est le nombre de signaux qui peuvent être introduits. Dans certains cas, on peut souhaiter mettre en œuvre un “contrôle en cascade” en combinant deux boucles de contrôle pour l’équipement à contrôler, de sorte que deux entrées ou plus peuvent être nécessaires.
3. Spécifications de sortie
La spécification de sortie est la spécification du signal à transmettre au dispositif de sortie. Pour la commande analogique, la sortie 4-20 mA ou 1-5 V est courante ; pour la commande ON-OFF, la sortie contact ou la sortie transistor est plus courante. La sélection dépend des spécifications du dispositif de sortie.
4. Méthode de communication
La méthode de communication est utilisée pour communiquer avec un ordinateur. Elle est utilisée lorsque la valeur mesurée ou la valeur de sortie est transmise à l’ordinateur par communication ou lorsque la valeur cible doit être modifiée à partir de l’ordinateur.
Dans le passé, la communication série telle que RS422 ou RS485 était couramment utilisée pour communiquer avec un ordinateur. Ces dernières années, la communication Ethernet à l’aide de câbles LAN est devenue la norme.