Les systèmes de contrôle de processus (PCS), parfois appelés systèmes de contrôle industriel (ICS), fonctionnent comme des équipements tout au long de la chaîne de production pendant fabrication qui testent le processus de diverses manières et renvoient des données à des fins de surveillance et de dépannage. Il existe de nombreux types de systèmes de contrôle de processus, notamment le contrôle de supervision et l'acquisition de données (SCADA), la logique programmable contrôleurs (PLC) ou systèmes de contrôle distribués (DCS), et ils travaillent pour collecter et transmettre les données obtenues au cours du fabrication processus.
Le PCS peut être un élément relativement simple doté d'un capteur, souvent appelé transducteur primaire, qui reçoit une entrée, avec un contrôleur qui traite l'entrée et un récepteur qui traite un sortir.
Les appareils PCS plus complexes sont robotisés et effectuent de nombreuses tâches. Les appareils PCS peuvent communiquer leurs données au progiciel de gestion intégré d'une entreprise (
Capteurs
Un grand nombre de mesures peuvent être réalisées sur les lignes de production. Le capteur d'un équipement peut capter de nombreuses mesures, notamment la pression, le débit, la densité, l'acidité, la vitesse, la contrainte, la température et le poids.
De plus, les capteurs peuvent détecter si une opération a eu lieu, comme le remplissage d'une bouteille, si la pression correcte a été atteinte ou si une certaine température a été atteinte.
De nombreux capteurs existent sur les lignes de production, relevant de différents domaines, tels que les capteurs de pression, les débitmètres, les capteurs de force et les capteurs de température.
Vérification de la pression
Un capteur de pression peut être déclenché mécaniquement lorsqu'un objet passe devant le capteur. Dans sa forme de base, un capteur de pression affiche la lecture sur un cadran fixé au capteur, mais il peut également transmettre électroniquement la lecture à l'application MES. D'autres types de capteurs comprennent:
- Capteur de pression du piston: La pression exercée par l'article sur la chaîne de production peut pousser sur le piston, qui comprime un ressort. Le mouvement du ressort indique la pression.
- Diaphragme: Le diaphragme est affecté par de petites quantités de pression, et celles-ci sont indiquées sur un cadran.
- Tube Bourdon: Ce tube creux se redresse sous l’application d’une pression. Il peut être utilisé pour mesurer des différences de pression.
Débitmètres
Un débitmètre mesure le débit linéaire, non linéaire, massique ou volumétrique d'un liquide ou d'un gaz.
Lors de la sélection d'un débitmètre pour la ligne de production, vous devez connaître des informations sur le fluide impliqué, la vitesse de déplacement et la manière d'enregistrer le débit. Les types de débitmètres sont les suivants:
- Déplacement positif: ces débitmètres utilisent un effet mécanique pour mesurer le débit. La vitesse de rotation du compteur indique le débit du liquide.
- Différentiel: le débitmètre différentiel identifie le débit et le convertit en une pression différentielle qui peut être mesurée.
- Inférentiel: le débitmètre inférentiel mesure le débit en fonction de l'effet du débit. Il pourrait s’agir d’un simple bras de rotor déplacé par le flux. Plus le rotor se déplace rapidement, plus le débit est rapide.
Force d'essai
Un capteur de force mesure les forces et le couple exercés. Ces capteurs contiennent généralement des jauges de contrainte et peuvent communiquer les informations nécessaires aux mesures de force. Les capteurs de force peuvent être des jauges de contrainte mécaniques, hydrauliques ou électriques.
- Mécanique: Ceux-ci fonctionnent de manière similaire au fonctionnement d’une balance normale, où un ressort se déplace sous l’application d’une force. La déviation d'un ressort est directement proportionnelle à la force appliquée, le mouvement est donc indiqué sur une échelle.
- Hydraulique: souvent appelé cellule de pesée hydraulique. La cellule contient un liquide qui devient pressurisé lorsqu’une force est appliquée. Le capteur prend la mesure en affichant la pression sur un cadran.
- Jauge de contrainte: Ce cylindre métallique est comprimé sous l’application d’une force. La contraction dans le cylindre peut être mesurée, car la force provoque une résistance accrue mesurée par un courant électrique appliqué.
Détection de la température
Un capteur de température convertit la température en une autre quantité telle qu'un mouvement mécanique pour un cadran ou une tension électrique.
- Thermocouple: Thomas Seebeck a découvert que lorsqu'un conducteur est soumis à un gradient thermique, il génère une tension. Les thermocouples sont généralement des fils isolés les uns des autres avec des matériaux en plastique ou en fibre de verre.
- Expansion du liquide: ces capteurs fonctionnent comme des thermomètres pouvant être remplis de mercure ou d'un liquide évaporant utilisé dans les réfrigérateurs. Les changements de température produisent une expansion ou une évaporation du liquide, de sorte que le capteur devient pressurisé. Le changement est indiqué sur un simple manomètre.
- Bimétallique: lorsque deux métaux sont assemblés rigidement sous forme de bande à deux couches et chauffés, la différence de taux d'expansion entre les deux métaux provoque la courbure de la bande. Pour les capteurs sur la chaîne de production, la bande est torsadée en une longue et fine bobine à l’intérieur d’un tube. Une extrémité est fixée au bas du tube et l'autre tourne et déplace un pointeur sur un cadran.
