Régulation Industrielle d’un procédé de

fabrication de sérum

Présentation du procédé

Le schéma donné en figure 1 symbolise la fabrication d'un sérum obtenu par l'addition d'un soluté solide avec un solvant liquide dans un mélangeur. La fabrication fonctionne en régime continu.

Un échangeur de chaleur situé à droite du mélangeur recycle une partie de la solution obtenue permettant ainsi l'homogénéisation de la solution et son maintien à une température fixée.

Le débit Qs, supposé jamais nul, est la perturbation principale (charge de l'installation). Un agent de conduite le modifie en agissant sur la vitesse de rotation de la pompe Pi.

L'étude du système amène à constater que l'on peut connaître l'évolution de la concentration de la solution à partir de sa masse volumique et pour une température constante du bain. Un capteur de masse volumique noté DT1est installé sur le mélangeur.

La préparation du sérum est réalisée dans le mélangeur. Le soluté est ajouté au solvant par l'intermédiaire d'un moteur à vis M1.

Trois conditions sont nécessaires pour assurer un mélange parfait :

a)      Un volume constant de la solution assuré par un niveau régulé.

b)  Une homogénéisation du mélange assurée par un circuit de retour sur la cuve (Qr).

c)      Une température régulée en sortie de mélangeur assurée par un échangeur de chaleur.

Quatre régulations assurent le contrôle du procédé :

Boucle n° 1 : Régulation de la concentration du mélange par le moteur M1.

Boucle n° 2 : Régulation du niveau de la cuve (capteur LT2) par le débit du solvant Qe.

Boucle n° 3 : Régulation du débit calorifique par le circuit vapeur.

Boucle n° 4 : Régulation de température de la sortie du mélangeur mesurée par TT42.

                                  Etude du système de régulation

Dans l'étude de ce système, on s'intéresse à la boucle n° 1, c'est-à-dire à la régulation de concentration du mélange et au réglage de son correcteur PID.

1.   Compléter la figure 1 de manière à faire apparaître la boucle de régulation. Préciser l’entrée et la sortie du système à régler.

2.      Identification du système étudié

Au point de fonctionnement du procédé et après stabilisation de la mesure de concentration, la boucle n° 1 est passée en mode manuel et un échelon de commande est envoyé vers le moteur Mi

L'enregistrement correspondant est fourni par la figure 2.

Déterminer les paramètres du modèle approché suivant :

3.      Étude d'un correcteur spécifique.

On se propose de rechercher un correcteur C(p) par l’une des méthodes empiriques permettant d’assurer une précision statique parfaite.

       Proposer les paramètres du régulateur adopté.

       Faire une évaluation dynamique pour la boucle de régulation.

 Annonces