I. Objets contrôlés
Les objets contrôlés comprennent une plateforme expérimentale, un réservoir d’eau en acier inoxydable, un réservoir d’eau en plexiglas à trois compartiments, une chaudière à pression atmosphérique en acier inoxydable à double enveloppe, une tuyauterie en acier inoxydable et les objets contrôlés eux-mêmes.
1.Plateforme expérimentale : Les dimensions de référence de la plateforme expérimentale sont de 1 660 mm × 780 mm × 1 800 mm. Entièrement construite en acier inoxydable soudé, elle comprend un réservoir d’eau en plexiglas à trois compartiments et une chaudière à pression atmosphérique en acier inoxydable à double enveloppe. Un plateau en acier inoxydable avec plaque de base permet d’installer des capteurs, des actionneurs, des tuyauteries, etc.
2.Plateforme expérimentale : Le système de contrôle est installé sur la plateforme expérimentale.
3.Réservoir d’eau externe et pompe à eau en acier inoxydable ; l’ensemble est monté sur roulettes, formant un bloc monobloc. 4. Réservoir d’eau à trois cuves en verre acrylique :
① Réservoir d’eau à deux cuves en verre acrylique importé : cuve supérieure (200 mm de long × 200 mm de large × 400 mm de haut), cuve intermédiaire (200 mm de long × 200 mm de large × 400 mm de haut) et cuve inférieure (200 mm de long × 200 mm de large × 400 mm de haut). Les cuves supérieure, intermédiaire et inférieure sont connectées en série. Chaque cuve est équipée d’un tuyau de trop-plein, d’un tuyau de vidange, de vannes et d’une interface pour capteur de pression/niveau.
4.Réservoir de chaudière de chauffage à pression atmosphérique en acier inoxydable : cuve intérieure Φ100×500 (pour eau chauffée dynamiquement), avec élément chauffant électrique monophasé de 1,8 kW, enveloppe Φ150×400 (avec isolation en coton). Le réservoir de la chaudière est entièrement fermé et une sonde de température Pt100 est installée dans la cuve intérieure.
II. Alimentation du système
1.Pompe de circulation d’eau triphasée en acier inoxydable : Puissance réglable, pouvant constituer un système de régulation de débit composé d’une pompe en acier inoxydable, d’une vanne de régulation électrique et d’un débitmètre électromagnétique, ou d’une pompe en acier inoxydable, d’un variateur de fréquence et d’un débitmètre électromagnétique.
2.Système de chauffage de la chaudière composé d’un module de régulation de température et de pression et d’un radiateur : Module de régulation de pression à thyristors monophasé à courant alternatif entièrement isolé ; signal de commande : 4-20 mA CC ; puissance de l’anneau chauffant : 1 800 W, 220 V CA.
III. Capteurs, actionneurs et autres
1.Capteur de débit : Débitmètre à turbine (équipé d’un transmetteur), débit nominal de 0,2 à 1,2 m³/h, précision de mesure ±1,0 %, sortie de signal standard 4-20 mA ;
2.Capteur de niveau de liquide : Capteur de niveau de liquide en silicium diffusé, utilisé pour détecter le niveau de liquide dans les réservoirs d’eau supérieur, intermédiaire et inférieur. De plus, un capteur de pression en silicium diffusé est ajouté à la cuve de la chaudière pour mesurer la pression de la cuve lors des essais d’alimentation en eau à pression constante. Les principaux composants sont :
3.Transmetteur de niveau : Sortie de signal standard 4-20 mA, précision de mesure de 0,5 niveau, large applicabilité, haute précision, mesure qualitative à haute température, haute fiabilité, structure compacte, installation facile et faible dérive du zéro ;
4.Capteur de température : Transmetteur de température Pt100 RTD. Utilisé pour mesurer la température interne de la cuve d’une chaudière de chauffage à pression atmosphérique en acier inoxydable à double enveloppe.
5.Variateur de fréquence : Utilisé pour réguler la pression et le débit d’eau du circuit d’alimentation à fréquence variable.
6.Vanne de régulation électrique : Équipée d’une vanne de régulation électrique, débit nominal de 0,28 à 0,30 m³/h, entrée de signal 4-20 mA. Utilisée pour réguler la pression et le débit d’eau du circuit d’alimentation de la vanne de régulation électrique.
7.Unité à principe inductif : Fournit une unité à principe inductif transparente, visible et démontable, dont tous les composants internes permettent une observation à 360°. Afin de réduire considérablement les coûts des consommables et de faciliter la maintenance, l’unité à principe inductif est conçue selon un procédé visible et démontable. Deux bobines ou plus de l’unité à principe inductif finie sont séparées individuellement d’un matériau transparent et placées à différents endroits sur une table de démonstration. Toutes les bobines démontées sont ensuite installées et fixées individuellement dans le matériau transparent, pour reconstituer une unité à principe inductif complète. Après l’installation, celle-ci est testée pour garantir une fixation complète jusqu’à ce qu’un test de mise sous tension soit effectué afin d’obtenir les données de mesure de l’unité d’inductance.
IV. Système de contrôle des processus de niveau supérieur et autres
1.Système de contrôle PLC S7-200
L’automate programmable est un Siemens série S7-200.
2.Système de contrôle d’instruments intelligents
Le contrôleur intelligent intègre divers algorithmes et ajuste les paramètres de l’algorithme de contrôle de l’instrument en fonction des conditions du site afin d’obtenir l’effet de contrôle souhaité. L’instrument, doté de capacités de communication, communique avec la plateforme logicielle de l’ordinateur central. Les différents paramètres de l’instrument et les valeurs de processus sont enregistrés dans la base de données du logiciel de configuration de contrôle industriel. Grâce à l’organigramme et à l’interface d’utilisation configurés, les paramètres peuvent être ajustés et les valeurs de processus enregistrées et analysées sur l’ordinateur central.
3.Système de contrôle DDC
Le système de contrôle DDC doit répondre à deux exigences : soit utiliser un module d’acquisition de données externe (module d’acquisition de données avec communication RS485 et logiciel d’algorithme informatique) ; soit utiliser un PC industriel et une carte d’acquisition de données avec un port ISA ou PCI.
4.Logiciel d’acquisition de données
① Les canaux d’entrée analogiques doivent être connectés par interfaces BNC ou câbles MTE, avec une fréquence d’échantillonnage d’au moins 100 Méch./s, une résolution d’au moins 12 bits et une bande passante d’au moins 30 MHz ; la plage de tension d’entrée doit être d’au moins ±25 V.
② Le logiciel doit comporter au moins deux canaux de sortie analogiques, utilisables pour des générateurs de formes d’onde, des analyseurs de réseau, etc.
③ Les canaux de sortie analogiques doivent être connectés par interfaces BNC ou câbles MTE, avec une fréquence de rafraîchissement d’au moins 100 Méch./s, une résolution d’au moins 12 bits, une bande passante d’au moins 8 MHz et une plage de tension de sortie d’au moins ±5 V.