Régulateur de température PID en façade

Un régulateur de température PID en façade lit un capteur de température, compare la lecture à une consigne et commande une sortie de chauffage ou de refroidissement pour combler l’écart. C’est l’instrument qui maintient un procédé à sa température, et c’est pourquoi il se rencontre sur des extrudeuses, des presses à injection, des lignes d’emballage, des étuves, des bains et des enceintes d’essai plutôt que sur de seuls bancs d’essai.

Les régulateurs présentés ici couvrent quatre formats de façade, de 48×48 à 96×96 mm. Les entrées couvrent dix types de thermocouples et de sondes à résistance, auxquels s’ajoutent 4-20 mA et 0-10 V, choisis dans le menu de l’instrument plutôt qu’arrêtés à la commande. Les sorties couvrent les contacts de relais, la sortie pour relais statique, une sortie PID en courant ou en tension et une sortie à transmission linéaire, et certaines se combinent lorsque le format de façade le permet.

La configuration se commande sous forme d’un code bâti sur cinq positions. Le code de format fixe la découpe de façade, le code de sortie fixe la forme de commutation, le code d’alarme fixe une ou deux voies d’alarme, et une lettre terminale ajoute le bus RS-485. Comme la position de sortie tient sur un chiffre pour certaines options et sur deux pour d’autres, la longueur du code varie avec la configuration.

Comment fonctionne un régulateur de température PID

Le régulateur travaille en boucle de régulation plutôt qu’en thermostat. Un régulateur à relais seul met la résistance chauffante entièrement sous tension jusqu’à la consigne, puis entièrement à l’arrêt, ce qui la fait dépasser la consigne puis retomber en dessous. Une boucle PID mesure la distance entre le procédé et la consigne, le temps écoulé depuis cet écart et la rapidité du mouvement, puis ajuste la sortie proportionnellement plutôt que par paliers. Sur la même résistance chauffante, la boucle PID se stabilise plus près de la consigne et l’y maintient.

La forme de sortie décide de la manière dont cet ajustement atteint la charge. Une sortie à relais ne peut que commuter, si bien que la boucle travaille en faisant varier la durée pendant laquelle le contact reste fermé dans un cycle. Une sortie pour relais statique commute en semi-conducteur, ce qui permet le même proportionnement sur un cycle beaucoup plus court. Une sortie linéaire en courant ou en tension, en 4-20 mA ou 0-10 V, commande un gradateur (unité à thyristors) ou une vanne plutôt que de commuter la charge directement, et c’est la forme qui convient à une charge trop forte pour un contact.

Le type d’entrée est un réglage de menu et non un choix matériel. Un régulateur réglé pour un thermocouple de type K lira sur une PT100 raccordée aux mêmes bornes une valeur vraisemblable et fausse, parce que l’instrument linéarise le signal contre la mauvaise courbe. Le type d’entrée fait donc partie de la mise en service, et non de la seule commande.

Comment choisir le bon régulateur

Commencez par la découpe de façade. Elle est le plus souvent déjà imposée par l’armoire, et sur cette série elle décide aussi de ce qui est disponible : le format 48×48 ne porte qu’une sortie pour relais statique ou qu’un relais, jamais les deux, si bien qu’une machine qui demande une sortie à transmission linéaire et un contact ensemble ne peut pas employer ce format.

Arrêtez ensuite la sortie d’après la charge. Un contacteur ou une électrovanne convient à une sortie à relais. Un relais statique ou un gradateur convient à une sortie pour relais statique, qui commute plus vite et n’a pas de contact à user. Un gradateur ou une vanne de régulation convient à une sortie linéaire, et une charge qui doit en outre être enregistrée ou transmise à un API convient à une sortie à transmission linéaire ajoutée à la sortie de commutation.

Puis le capteur et les alarmes. Dix types de thermocouples et de sondes à résistance sont couverts, avec 4-20 mA et 0-10 V pour un capteur déjà mis en forme. Deux voies d’alarme sont disponibles avec le code d’alarme le plus élevé. Là où l’alarme doit surprendre une résistance défaillante plutôt qu’une lecture haute, le type rupture de résistance chauffante est celui à spécifier, et il faut régler ses deux paramètres en fonction du procédé avant de pouvoir s’en remettre à elle.

Indiquez la découpe, le type de capteur, la forme de sortie, le nombre de voies d’alarme et si le bus RS-485 est nécessaire, et le code en découle.

Limites et points à confirmer

Cet instrument est un régulateur, pas un transmetteur. Il ne fournit pas de retransmission isolée de la valeur mesurée tant que la sortie à transmission linéaire n’est pas commandée, et il n’enregistre pas. Un procédé qui exige un enregistrement de température conservé demande, en plus, un enregistreur de données ou un enregistreur.

La valeur publiée ici pour le relais est un pouvoir de coupure du contact de 250 VAC à 3 A ou 5 A, donné comme un chiffre unique sans être rattaché à un format de façade ni à un code de sortie particuliers. Un pouvoir de coupure n’est pas un calibre de charge : une charge inductive comme une électrovanne ou un moteur tire à la coupure un appel de courant qu’une charge résistive du même courant nominal ne produit pas, et l’usage veut qu’une telle charge soit commutée par l’intermédiaire d’un relais interposé plutôt que directement depuis le régulateur.

Plusieurs valeurs qu’un cahier des charges réclame souvent sont totalement absentes du document fourni, et cette page les donne comme Information requise plutôt que de les estimer : indice de protection, température et humidité de fonctionnement, exactitude de mesure, période d’échantillonnage et rigidité diélectrique. Le tableau d’alarme du dessin fourni omet aussi les valeurs de réglage 9 et 10, si bien que ces deux-là sont publiées comme inconnues.

Enfin, le régulateur montré sur la photographie porte une référence différente du code de série donné par le document fourni. Tant que ce point n’est pas tranché, traitez l’identification comme ouverte et indiquez la configuration dont vous avez besoin plutôt qu’un code, afin que les deux puissent être rapprochés avant la commande.