Régulateurs de procédés multifonctions : une solution fiable et économique pour réguler le niveau des chaudières à vapeur industrielles et obtenir une régulation stable et précise du niveau du ballon.
L’objectif principal du contrôle du niveau du ballon est de manipuler le débit d’eau d’alimentation en réponse à la rétroaction du niveau d’eau afin de maintenir un niveau constant. Le débit d’eau est manipulé typiquement en changeant la vitesse de rotation d’une pompe d’eau d’alimentation ou en ouvrant/fermant une vanne de contrôle.
Le contrôle par rétroaction expliqué ci-dessus est acceptable si la charge de la chaudière (demande de vapeur) est stable. Cependant, un changement soudain de la charge provoque une perturbation transitoire appelée “réponse inverse du niveau du ballon” qui perturbe sa stabilité. Afin d’assurer un contrôle étroit dans des conditions stables et transitoires, le débit de sortie de la vapeur, cause de la perturbation, est mesuré avant tout changement de niveau, et est utilisé pour manipuler directement l’eau d’alimentation. C’est ce qu’on appelle le “contrôle à deux éléments”.
En outre, la boucle de contrôle du débit d’eau d’alimentation ajoutée en cascade à partir de la boucle de contrôle du niveau du ballon supprime les effets de la variation de pression de l’eau d’alimentation et améliore la contrôlabilité. L’ajout de ces trois éléments : (1) le niveau du ballon, (2) le débit de vapeur et (3) le débit d’eau d’alimentation, permet au contrôleur de prévoir la quantité d’eau ajoutée au ballon malgré les perturbations, pour maintenir le niveau du ballon.
La figure 1 montre un exemple des combinaisons de blocs fonctionnels du PSC210 pour le contrôle du ballon de la chaudière à trois éléments. La sortie (MV) du bloc de contrôle PID de la boucle de contrôle du niveau du ballon (LIC) est fournie comme point de consigne (SP) du second bloc de contrôle PID pour la boucle de contrôle du débit d’eau d’alimentation (FIC) en cascade. La sortie (MV) de la LIC est ajoutée au débit de vapeur pour compenser ses variations (régulation par anticipation).
