Exercices Corrigés Instrumentation Industrielle Électromécanique des Systèmes Automatisés
Exercices Corrigés Instrumentation Industrielle
L'instrumentation industrielle occupe une place importante dans les systèmes automatisés. Elle permet de mesurer les différentes grandeurs physiques d'une installation, comme la pression, le niveau, le débit ou la température, puis de transmettre ces informations vers un automate, un régulateur ou un système de supervision. Cette page regroupe plusieurs exercices corrigés permettant de revoir les principales notions étudiées en instrumentation industrielle. Principe d'une chaîne de mesure Une chaîne de mesure est généralement composée d'un capteur, d'un transmetteur et d'un système de traitement. Le capteur détecte la grandeur physique à mesurer. Le transmetteur transforme ensuite cette information en un signal exploitable par le système de commande. On peut représenter simplement la chaîne de mesure de la manière suivante : Grandeur physique → Capteur → Transmetteur → Signal → Système de commande Dans une installation industrielle, les signaux analogiques les plus utilisés sont notamment 0-10 V et 4-20 mA. Le signal 4-20 mA est très utilisé dans l'industrie pour transmettre les mesures provenant des capteurs et transmetteurs. Les principales grandeurs mesurées Mesure de pression La pression est généralement mesurée à l'aide d'un capteur ou d'un transmetteur de pression. On la rencontre par exemple sur les circuits hydrauliques, les réseaux d'air comprimé et les installations de pompage. Les unités couramment utilisées sont le bar et le pascal (Pa). Mesure de débit Le débit représente la quantité de fluide qui traverse une conduite pendant un temps donné. Selon l'installation, on peut utiliser différents appareils : débitmètre électromagnétique, débitmètre à ultrasons ou débitmètre mécanique. Le débit volumique peut notamment être exprimé en m³/h ou en L/s. Mesure de niveau La mesure de niveau permet de connaître la quantité de liquide présente dans une cuve ou un réservoir. Elle peut être réalisée avec différents systèmes : flotteur, sonde hydrostatique, capteur ultrasonique ou radar. Mesure de température La température peut être mesurée à l'aide d'une sonde résistive, comme la Pt100, ou d'un thermocouple. Le choix du capteur dépend principalement de la plage de température, de la précision recherchée et des conditions de fonctionnement. Exemple de conversion d'un signal 4-20 mA Prenons un transmetteur de niveau ayant une plage de mesure de 0 à 10 mètres et une sortie 4-20 mA. Pour 0 m, le transmetteur fournit 4 mA. Pour 10 m, il fournit 20 mA. La plage du signal est donc : 20 - 4 = 16 mA Si le transmetteur fournit 12 mA, nous sommes à la moitié de la plage du signal : (12 - 4) / 16 = 0,5 Le niveau correspondant est alors : 0,5 × 10 = 5 m Le niveau mesuré est donc de 5 mètres. Ce type de calcul est fréquent dans les exercices d'instrumentation. Exercices corrigésLes exercices proposés permettent de travailler les différentes notions d'instrumentation industrielle et de mieux comprendre l'utilisation des capteurs et des transmetteurs. |