par Valance, Jean-Marie
Dunod ; Impr. JOUVE
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Disponible - 620.37 VAL
Niveau 3 - Techniques
Le carnet du régleur - 19e éd. : Mesures et régulation
| Auteur(s) : |
Valance, Jean-Marie
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Résumé
Un ouvrage de référence décrivant point par point les étapes d'une chaîne de régulation. A jour des dernières normes et avancées technologiques. Des suppléments en ligne gratuits sont téléchargeables sur le site de l'éditeur. ©Electre 2022
- Contributeur(s)
- Éditeur(s)
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Date
- 2022
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Notes
- Index
-
Langues
- Français
-
Description matérielle
- 1 vol. (416 p.) ; 24 cm
- Collections
- Sujet(s)
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ISBN
- 978-2-10-083685-7
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Indice
- 620.37 Métrologie d'atelier, essais industriels, techniques de contrôle
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Quatrième de couverture
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Issu de l'expérience d'un collectif d'ingénieurs, praticiens expérimentés et passionnés, le Carnet du régleur est un outil de formation et un aide-mémoire précieux qui s'adresse tant aux professionnels qu'aux étudiants dans les domaines de la mesure et de la régulation dans l'industrie.
Cet ouvrage décrit en détail les instruments qui composent une boucle de régulation et les bonnes pratiques de choix, dimensionnement et installation. Il apporte les réponses aux préoccupations quotidiennes des instrumentistes :
- Quelle solution est la plus adaptée pour mesurer une grandeur physique et avoir des informations pertinentes sur l'état d'un procédé ?
- Comment traiter les signaux et transmettre une mesure sans dégradation ?
- Quel organe de réglage choisir pour agir sur le procédé : vannes de régulation ou pompes à vitesse variable ?
- Comment réguler efficacement la valeur de la grandeur réglée ?
Cette nouvelle édition, à jour des dernières normes et avancées technologiques, s'enrichit de nouveaux sujets : pHmétrie, mesure de conductivité, réglage à l'aide de pompes à vitesse variable. Elle apporte une vision complète des solutions les plus récentes de l'instrumentation des procédés industriels.
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Tables des matières
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- L'histoire du Carnet du RégleurXV
- Avant-propos de l'édition initialeXVII
- IntroductionXIX
- Comment utiliser le carnet ?XX
- 1 Préliminaires1
- 1.1 Un peu de calcul1
- 1.1.1 Les unités composées et le changement d'unités1
- 1.1.2 La règle de trois2
- 1.1.3 Fonction linéaire5
- 1.1.4 Construction graphique5
- 1.2 Le rappel indispensable des unités8
- 1.2.1 Définitions des unités de base8
- 1.2.2 Quelques unités dérivées9
- 1.3 Un peu de physique10
- 1.3.1 Forces et moments de force10
- 1.3.2 L'atome et les rayonnements11
- 1.4 Un peu d'électricité13
- 2 Notions générales15
- 2.1 Les instruments et le procédé15
- 2.1.1 Notions de capteurs-transmetteurs15
- 2.2 Les différents types d'instruments16
- 2.3 Organisation des chaînes de mesure17
- 2.4 Les signaux en instrumentation18
- 2.5 Le raccordement électrique des instruments 4-20 mA19
- 2.5.1 Capteur 2 fils (capteur passif)19
- 2.5.2 Capteur 4 fils (capteur actif)20
- 2.5.3 Capteur 3 fils21
- 2.6 Interface HART21
- 2.6.1 Paramétrage23
- 2.6.2 Interface de communication HART (pockette)26
- 2.6.3 PC et logiciels de configuration29
- 2.7 Bus de terrain36
- 2.7.1 Le protocole Profibus36
- 2.7.2 Fieldbus Foundation37
- 2.8 Les transmetteurs sans fils39
- 3 Pression41
- 3.1 Définition41
- 3.2 Mécanique43
- 3.3 Définitions des différentes pressions43
- 3.3.1 La pression atmosphérique43
- 3.3.2 La pression relative44
- 3.3.3 La pression absolue44
- 3.3.4 La pression statique44
- 3.3.5 La pression dynamique44
- 3.3.6 La pression totale45
- 3.4 Hydrostatique45
- 3.4.1 La pression s'exerce perpendiculairement aux surfaces45
- 3.4.2 Sur la même horizontale, il y a la même pression (dans un liquide qui ne circule pas)45
- 3.4.3 Théorème de Pascal45
- 3.5 Les instruments de mesurage des pressions47
- 3.5.1 Colonnes de liquide47
- 3.5.2 Instruments métalliques49
- 3.5.3 Capteurs de pression51
- 3.5.4 Transmetteur numérique « intelligent » ou « smart »56
- 3.5.5 Raccordement électrique des transmetteurs de pression58
- 3.5.6 Pressostats59
- 3.6 Les moyens d'ajustage en mesurage de pression59
- 3.6.1 Simuler60
- 3.6.2 Mesurer60
- 3.6.3 Ajuster60
- 3.7 Implantation des capteurs de pression61
- 4 Débits des fluides63
- 4.1 Caractéristiques des fluides63
- 4.1.1 Masse volumique des liquides63
- 4.1.2 Masse volumique des gaz63
- 4.1.3 Densité64
- 4.2 Viscosité66
- 4.2.1 Viscosité dynamique67
- 4.2.2 Viscosité cinématique67
- 4.2.3 Relation viscosité dynamique vs viscosité cinématique67
- 4.2.4 Détermination de la viscosité68
- 4.2.5 Autres unités de viscosité68
- 4.3 Régimes d'écoulement68
- 4.4 Perte de charge73
- 4.5 Définitions des débits73
- 4.5.1 Débit volumique74
- 4.5.2 Débit massique74
- 4.6 Mesurage des débits75
- 4.6.1 Classification des méthodes75
- 4.6.2 Mesure des débits volumiques76
- 4.7 Débitmètre des gaz - Correction en pression et en température100
- 4.8 Débitmètres massiques103
- 4.8.1 Introduction103
- 4.8.2 Débitmètres massiques à force de Coriolis104
- 4.8.3 Débitmètres massiques thermiques109
- 4.9 Longueurs droites amont et aval111
- 4.10 Choix d'une solution de débitmètrie112
- 4.11 Contrôleurs de débit112
- 4.11.1 Débitmètres à cible (solution mécanique)113
- 4.11.2 Contrôleur électromagnétique (solution électronique)113
- 4.11.3 Contrôleur de débit à partir d'un débitmètre à flotteur113
- 4.12 Compteurs volumétriques114
- 4.12.1 Compteur à roues ovales114
- 4.12.2 Autre type de compteur : les compteurs à pistons rotatifs114
- 4.13 Calculs relatifs aux débits115
- 4.13.1 Calcul du diamètre d'une conduite115
- 4.13.2 Calculs usuels sur les débits mesurés par organes déprimogènes115
- 4.13.3 Calcul des organes déprimogènes118
- 4.14 Calcul de débit gazeux118
- 4.14.1 Quantité de gaz118
- 5 Mesure des masses volumiques, pH et conductivité121
- 5.1 Mesure des masses volumiques121
- 5.1.1 Introduction121
- 5.1.2 Mesure par source radioactive121
- 5.1.3 Capteurs à tubes vibrants122
- 5.1.4 Densimètre à diapason126
- 5.1.5 Mesure de la masse volumique des gaz : densimètre à cylindre vibrant126
- 5.1.6 Mesure par ultrasons, détection d'interface127
- 5.2 Introductions à la pH métrie128
- 5.2.1 Introduction128
- 5.2.2 Notions théoriques128
- 5.2.3 Principe de la mesure132
- 5.2.4 Vérification et étalonnage143
- 5.3 Mesure de conductivité144
- 5.3.1 Notions fondamentales144
- 5.3.2 Mesure de la conductivité d'une solution144
- 5.3.3 Unité de conductivité145
- 5.3.4 Dispositif de mesure de conductivité148
- 5.3.5 Étalonnage et entretien153
- 5.3.6 Principe d'un conductimètre156
- 5.3.7 Mise en ouvre d'une mesure de conductivité156
- 6 Températures159
- 6.1 Spécificités et difficultés159
- 6.1.1 Première difficulté (ou premier sujet de réflexion)159
- 6.1.2 Deuxième difficulté (deuxième sujet de réflexion)160
- 6.1.3 Troisième difficulté (troisième sujet de réflexion)160
- 6.2 Échanges thermiques160
- 6.3 Unités161
- 6.3.1 Étalons primaires163
- 6.3.2 Contrôle des capteurs163
- 6.3.3 Principes physiques utilisés pour les capteurs de températures164
- 6.4 Organisation d'une chaîne de mesure de température164
- 6.5 Principes des thermocouples165
- 6.5.1 Effets thermoélectriques165
- 6.5.2 Application de L'effet Seebeck à la mesure de température166
- 6.5.3 Principaux types de thermocouple172
- 6.5.4 Réalisation des thermocouples173
- 6.5.5 Raccordement des thermocouples175
- 6.5.6 Récepteurs spécifiques associés aux couples thermoélectriques176
- 6.5.7 Contrôle des thermocouples et ajustage des récepteurs178
- 6.6 Sondes à résistances180
- 6.6.1 Notions de résistivité180
- 6.6.2 Principe des sondes à résistance180
- 6.6.3 Mesure de la résistance184
- 6.6.4 Exploitation de l'information délivrée par la sonde platine185
- 6.6.5 Travail du régleur186
- 6.6.6 Comparaison thermocouple/Pt100187
- 6.6.7 Logiciel mesure des températures187
- 6.7 Convertisseurs numériques188
- 6.8 Mesurage optique des températures190
- 6.8.1 Pyromètres optiques et thermomètres à infrarouge190
- 6.8.2 Les pyromètres optiques195
- 6.8.3 Autres appareils200
- 6.9 Corrigés des exercices de la page 171201
- 7 Niveaux203
- 7.1 Généralités203
- 7.2 Présentation des techniques de mesurage204
- 7.2.1 Mesurage de d204
- 7.2.2 Mesurage de h204
- 7.2.3 Niveau à flotteur205
- 7.2.4 Plongeurs soumis à la poussée d'Archimède206
- 7.2.5 Appareils utilisant des plongeurs207
- 7.3 Mesurages de niveaux par mesurage de pression209
- 7.3.1 Méthode hydrostatique ou mesurage direct210
- 7.3.2 Mesurage par insufflation213
- 7.4 Mesurage de niveaux par sonde capacitive215
- 7.5 Mesure de niveau par ultrasons217
- 7.5.1 Principe217
- 7.5.2 Configuration d'un capteur217
- 7.5.3 Positionnement du capteur218
- 7.5.4 Points importants218
- 7.5.5 Domaines d'application219
- 7.5.6 Limitations d'application219
- 7.5.7 Intérêts de la mesure de niveau par ultrasons219
- 7.5.8 Difficultés de la mesure de niveau par ultrasons219
- 7.6 Mesure de niveau radar220
- 7.6.1 Introduction220
- 7.6.2 Principe général de la mesure220
- 7.6.3 Technologie des radars sans contact221
- 7.7 Technologie des radars à impulsions guidées226
- 7.7.1 Principe de fonctionnement226
- 7.7.2 Les différents modèles de sonde227
- 7.7.3 Installation227
- 7.7.4 Avantages228
- 7.7.5 Domaines d'application228
- 7.7.6 Limites d'application228
- 7.8 Comparaison mesure par ultrasons contre mesure par radar228
- 7.9 Mesure de niveaux par rayons gamma (y)229
- 7.9.1 Principe229
- 7.9.2 Quelques définitions parfois absentes des notices229
- 7.10 Technologie des détecteurs de niveau230
- 7.10.1 Systèmes vibrants231
- 7.10.2 Palette rotative231
- 7.10.3 Détecteur capacitif231
- 7.10.4 Barrière micro-ondes232
- 8 Implantation des capteurs233
- 8.1 Introduction233
- 8.2 Montage des transmetteurs234
- 8.2.1 Sur les liquides234
- 8.2.2 Sur les gaz234
- 8.2.3 Sur la vapeur234
- 8.3 Moyens de protection des capteurs235
- 8.4 Utilisation de bloc manifold237
- 9 Les organes de réglage : vannes régulatrices ou pompes à vitesse variable239
- 9.1 Introduction239
- 9.2 Vannes régulatrices - Introduction239
- 9.3 Principaux constructeurs de vannes de régulation240
- 9.4 Technologie des vannes de régulation240
- 9.4.1 Les différents modèles de vanne régulatrice241
- 9.4.2 Les actionneurs des vannes de régulation245
- 9.4.3 Positionneur249
- 9.5 Calcul d'une vanne automatique253
- 9.5.1 Introduction au calcul253
- 9.5.2 Principe du dimensionnement d'une vanne de régulation254
- 9.5.3 Définition du Cv254
- 9.6 Caractéristiques de débit d'une vanne régulatrice257
- 9.6.1 Caractéristiques de débit « intrinsèque »258
- 9.6.2 Caractéristiques de débit « vanne installée » ou « caractéristique réelle »262
- 9.6.3 Autorité de la vanne263
- 9.6.4 Règle du choix de la caractéristique267
- 9.7 Entretien des vannes270
- 9.7.1 Réglages271
- 9.7.2 Mode opératoire271
- 9.8 Cavitation271
- 9.8.1 Introduction271
- 9.8.2 Cas de la cavitation272
- 9.8.3 Coefficient caractérisant la cavitation272
- 9.9 Vannes de régulation en « Split Range » ou échelle partagée276
- 9.9.1 Introduction276
- 9.9.2 Réacteur discontinu avec une réaction exothermique277
- 9.9.3 Une régulation dans un bac de neutralisation278
- 9.10 Pompes centrifuges entraînées en vitesse variable279
- 9.10.1 Rappel280
- 9.10.2 Courbe de pompe centrifuge280
- 9.10.3 Point de fonctionnement280
- 9.10.4 Modification de la vitesse de rotation en utilisant un variateur de vitesse282
- 9.10.5 Paramétrage des limites de vitesse du variateur285
- 9.10.6 Avantages et inconvénients de la variation de débit à l'aide d'une pompe centrifuge entraînée à vitesse variable285
- 9.11 Conclusion285
- 10 Accessoires287
- 10.1 L'air instrument287
- 10.1.1 Production et traitement de l'air comprimé288
- 10.1.2 Détendeurs290
- 10.2 Alimentation et câblage électrique290
- 10.3 Isolation galvanique291
- 10.4 Eléments de technologie pneumatique292
- 10.4.1 Détection et amplification pneumatique293
- 10.5 Les convertisseurs P/I et I/P (Pression/Intensité et Intensité/Pression)297
- 10.5.1 Rôle297
- 10.5.2 Schéma de principe d'un convertisseur P/I297
- 10.5.3 Schéma de principe ZI convertisseur I/P299
- 10.6 Les instruments de calcul (opérateurs analogiques ou numériques)299
- 10.6.1 Règles d'écriture en « échelle normalisée »300
- 10.6.2 Calcul en « échelle normalisée »300
- 11 Régulateur et boucle de régulation303
- 11.1 Introduction303
- 11.2 Besoin de régulation303
- 11.3 Constitution d'une boucle de régulation304
- 11.4 Le régulateur305
- 11.4.1 Schéma de principe d'un régulateur PID306
- 11.4.2 Modes de fonctionnement d'un régulateur Auto/Manu307
- 11.4.3 Sens d'action d'un régulateur307
- 11.5 Objectifs d'une boucle de régulation309
- 11.6 Les actions PID (proportionnelle, intégrale et dérivée)310
- 11.6.1 Fonction proportionnelle310
- 11.6.2 La fonction intégrale315
- 11.6.3 Fonction dérivée319
- 11.7 Configuration d'un régulateur numérique329
- 11.8 Vérification du fonctionnement d'un régulateur330
- 12 Procédé333
- 12.1 Introduction333
- 12.2 Étude du procédé en vue de la régulation333
- 12.3 Réponse du procédé334
- 12.4 Procédé naturellement stable et procédé naturellement instable335
- 12.5 Obtention des réponses des procédés336
- 12.6 Étude des réponses des procédés naturellement stables336
- 12.6.1 Gain statique337
- 12.6.2 Constante de temps337
- 12.6.3 Temps de réponse337
- 12.7 Étude des réponses des procédés naturellement instables339
- 12.8 Identification de procédé340
- 12.9 Identification en mode automatique340
- 12.9.1 Procédés naturellement stables341
- 12.9.2 Procédés naturellement instables342
- 12.10 Limites342
- 13 Schémas de régulation et mise en ouvre343
- 13.1 Schémas fonctionnels343
- 13.1.1 Régulation en « boucle fermée »343
- 13.1.2 Automatisme en « chaîne ouverte »343
- 13.1.3 Régulation mixte (« boucle fermée » + « chaîne ouverte »)344
- 13.1.4 Régulation cascade344
- 13.2 Régulation discontinue345
- 13.2.1 Action « Tout ou Rien » (discontinue)345
- 13.2.2 Régulation flottante (discontinue)345
- 13.3 Calculs des réglages PID345
- 13.3.1 Régulation proportionnelle345
- 13.3.2 Action P + I347
- 13.3.3 Action dérivée347
- 13.4 Mise en service d'une régulation347
- 13.4.1 Instructions de mise en service d'une boucle simple347
- 13.4.2 Mise en service d'une régulation mixte349
- 13.4.3 Mise en service d'une régulation cascade349
- 13.5 Cas particuliers350
- 13.6 Régulation numérique et Système numérique de contrôle commande (SNCC)350
- 14 Notions complémentaires353
- 14.1 Notions de métrologie353
- 14.1.1 Définitions353
- 14.1.2 Incertitudes de mesure358
- 14.1.3 Démarches de l'instrumentiste360
- 14.2 Instrumentation en zone ATEX367
- 14.2.1 Définition d'une atmosphère explosive (ATEX)367
- 14.2.2 Comment une ATEX peut-elle exploser ?368
- 14.2.3 Modes de protection des matériels ATEX369
- 14.2.4 Directives européennes ATEX371
- 14.3 Les sécurités instrumentées et le SIL (Safety Integrated Level)373
- 14.3.1 Le risque industriel373
- 14.3.2 La norme IEC 61511374
- 14.3.3 L'approche probabiliste du risque (LOPA)374
- 14.3.4 La conception de la fonction SIL376
- 14.3.5 La mise en ouvre d'un système de sécurité instrumenté377
- 14.3.6 La maintenance du système de sécurité instrumenté378
- 14.3.7 Les avantages de l'approche IEC 61511 pour les sécurités379
- 14.4 Notions sur les ultrasons379
- 14.5 Application de la loi de Coriolis à la débitmètrie381
- Index389
- Annexes (les annexes sont à télécharger sur le site www.dunod.com)
- A.1 Alphabet grec
- A.2 Unités
- A.3 Unités USA
- A.4 Puissance et énergie
- A.5 Décibel (dB)
- A.6 Bruit
- A.7 Compatibilité électromagnétique (CEM)
- A.8 Désignation des tubes
- A.9 Perte de charge
- A.10 Dilatation des métaux
- A.11 Eau
- A.12 Masses volumiques et caractéristiques de divers solides
- A.13 Masses volumiques des liquides
- A.14 Masses volumiques des gaz
- A.15 g, coefficient d'accélération de la pesanteur
- A.16 Humidité (mesure d')
- A.17 Humidité de l'air « point de rosée »
- A.18 Indice de protection (IP)
- A.19 Log et log
- A.20 Trigonométrie
- A.21 Moyennes arithmétiques, géométriques, quadratiques
- A.22 Notations du calcul opérationnel
- A.23 Fonction de transfert du 1er ordre
- A.24 Analyse liquide - Quelques notions
- A.25 Résistivité et conductivité d'un liquide
- A.26 Constante diélectrique
- A.27 Poussée d'Archimède
- A.28 Pouvoirs calorifiques
- A.29 Représentation conventionnelle et repérage des instruments
- A.30 Teintes conventionnelles
- A.31 Table de référence des Sondes Platine Pt 100
- A.32 Table de référence des couples J
- A.33 Table de référence des couples K
- A.34 Table de référence des couples N
- A.35 Table de référence des couples T
- A.36 Table de référence des couples S
- A.37 Table de référence des couples E
- A.38 Table de référence des couples B
- A.39 Température de fusion
- A.40 Transmission de chaleur
- A.41 Exemples de calcul
- A.42 Equation du transmetteur
- A.43 Profil de vitesse
-
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Origine de la notice:
- Abes ;
- FR-751131015 ;
- Electre
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