Le contrôle automatisé des processus fait partie intégrante de l'industrie moderne. L'automatisation permet aux fabricants de circuits intégrés de minimiser les erreurs pendant le processus de fabrication et d'améliorer l'efficacité de la production, augmentant ainsi la qualité des produits finaux.
Théorie du contrôle et automatisation industrielle
Pour réaliser un contrôle de processus automatisé, les processus industriels doivent être précis, prévisibles et reproductibles. En pratique, cela nécessite un contrôleur qui surveille une variable de processus et la compare à un point de consigne ou à une valeur de référence.
La différence entre la valeur de la variable de processus et le point de consigne (c'est-à-dire l'état idéal de la variable de processus) est définie comme le signal d'erreur. Cela envoie un retour au contrôleur pour qu'il prenne des mesures pour ramener la valeur de processus au point de consigne idéal.
Fondamentalement, l'ingénierie de contrôle et d'automatisation (ou C&E) est une branche du génie électrique qui traite de la conception, du développement et du fonctionnement global des éléments matériels et logiciels pour le contrôle des processus industriels.
Que sont les systèmes de contrôle ?
Un système de contrôle est un réseau de dispositifs électriques et/ou électromécaniques conçu pour contrôler le comportement de systèmes de processus dynamiques via des boucles de contrôle. Il existe deux principaux types de contrôle : en boucle ouverte et en boucle fermée.
Dans un contrôleur, l'action correcte du contrôleur ne dépend pas de la valeur de la variable de processus. Par exemple, une minuterie utilisée pour allumer ou éteindre un élément chauffant est en boucle ouverte car la minuterie éteindra l'appareil à une heure précise, quelle que soit sa température.
En revanche, dans le contrôle en boucle fermée, le comportement du contrôleur dépend des signaux de retour du processus.
types de boucle de contrôle
Les principaux types de boucles de contrôle utilisés dans l'industrie comprennent les systèmes de supervision et d'acquisition de données (SCADA), les systèmes de contrôle industriels (ICS) ou les systèmes de contrôle distribués (DCS).
Les trois sections suivantes rapportent plus sur les boucles de contrôle.
Contrôle et d'acquisition de données
SCADA fait référence aux applications informatiques permettant de contrôler les processus à distance. Bien que les systèmes SCADA fonctionnent avec des logiciels propriétaires, ils peuvent également contenir des composants matériels. Le composant matériel collecte des informations sur un processus spécifique et les transmet à un ordinateur exécutant le logiciel SCADA correspondant.
Un tel programme enregistre tous les événements dans un fichier de stockage local et surveille en permanence le système. Si une condition anormale se produit, l'ingénieur de la salle de contrôle est averti (voir exemple ci-dessus) afin qu'il puisse résoudre le problème manuellement.
Système de contrôle industriel
Un ICS est l'intégration de dispositifs matériels et logiciels sur des réseaux câblés ou sans fil pour contrôler les processus industriels critiques. Les principales applications des ICS incluent l'alimentation électrique, la fabrication de composants électroniques et l'IoT industriel. La plupart des ICS utilisent un logiciel de contrôle propriétaire avec des protocoles de sécurité réseau intégrés.
Systèmes de contrôle distribués
Les DCS sont des systèmes de contrôle informatisés pour les usines ou les grandes installations : ils consistent en plusieurs boucles de contrôle avec des contrôles distribués et dédiés (au lieu d'un système de contrôle central).
Les DCS sont utilisés dans des applications industrielles, par ex. B. dans les raffineries de pétrole et de gaz, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC), les usines de transformation des aliments, les usines de traitement des eaux usées et autres. Comme les systèmes SCADA, les systèmes de contrôle distribués se composent à la fois de composants logiciels et matériels.
appareils de controle
Selon l'application, de nombreux types d'équipements de contrôle de processus et Le contrôle d'accès déployé. Six exemples de tels dispositifs sont couverts dans les cinq sections suivantes :
contrôleurs logiques programmables
Les contrôleurs logiques programmables (PLC) sont portables et Robuste Ordinateurs industriels programmés pour effectuer une tâche spécifique. Ils se composent d'un processeur, d'ensembles d'entrée et de sortie, d'un logiciel informatique, d'une alimentation et d'un ensemble de rack.
Contrôleur dérivé proportionnel-intégral
Les technologies PID sont des dispositifs de contrôle industriels dont les contrôleurs utilisent des contrôles proportionnels, intégraux et dérivés pour ajuster une variable de processus au point de consigne souhaité.
Les PID sont utilisés pour contrôler des variables telles que la température, le débit et la pression dans des boucles fermées (par exemple, dans les usines d'assemblage automobile et les usines de traitement des eaux usées).
Capteurs industriels
Les capteurs industriels sont des dispositifs qui détectent des stimuli physiques tels que la lumière, la chaleur, le mouvement ou la pression mécanique et réagissent en conséquence (par exemple, afficher une valeur sur un écran LCD, appuyer sur un interrupteur, etc.).
Les systèmes de contrôle utilisent une variété de capteurs pour réguler les processus industriels en se connectant à des contrôleurs. Par exemple, un capteur de température peut détecter une température de procédé anormale et actionner un relais pour arrêter une machine susceptible de surchauffer.
