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AMÉLIOREZ LA RÉGULATION DE VOTRE FOUR
Article transmis par TC S.A.
 capteurs, température, temperature, thermocouple, regulation, régulation
 
 
 
La société TC S.A (Voir dans notre rubrique Fournisseurs) nous a proposé cet article très instructif sur la façon d'aborder la régulation d'un four. Les aspects technologiques et économiques présentés dans cette page ont retenu toute notre attention, nous vous invitons à contacter TC S.A pour plus de détails.
 

Smart2000 / Août 2003

 
 
Réduisez fortement les pertes dûes aux chocs thermiques
 
Une nouvelle configuration qui permet aussi de réduire les coûts d'exploitation.
 
 
Malgré les progrès réalisés ces dernières décennies dans le domaine de la régulation de température, de nombreux fours restent équipés d'un thermocouple type K ou S associé à un régulateur simple. Mais cette configuration ne suffit plus pour répondre aux exigences de qualité d'artisans confirmés.
 
Il existe sur le marché une alternative séduisante. Déjà mise en œuvre avec succès par plusieurs céramistes sur les recommandations techniques de la société TC S.A., cette offre est constituée d'un thermocouple de type N et d'un régulateur-programmateur de température P96 chargé de contrôler avec une grande précision la montée en température et le refroidissement progressif du four, de manière à réduire fortement le nombre de pièces endommagées par choc thermique. La température maxi autorisée par cette configuration est de 1280°C.
 
Le capteur de température : un thermocouple de type N
 
 
 
Thermocouple TC S.A. 405-908 (Type N Nicrosil-Nisil)
 
 
Au delà de 1000°C, le traditionnel thermocouple de type K vieillit rapidement : le signal qu'il délivre s'éloigne de la température réelle. C'est la raison pour laquelle on préférait jusqu'ici les thermocouples platine type R ou S, plus stables, mais dont le coût était très élevé et plus fragiles mécaniquement (source : Traité de thermométrie par thermocouple et résistance©).
 
Disponibles chez TC S.A., les thermocouples type N peuvent être utilisés en continu jusqu'à 1225°C et à court terme jusqu'à 1280°C, ce qui permet de les utiliser en remplacement de thermocouples platine plus onéreux. Leur coût est en effet comparable à celui du type K.
 
Le régulateur de température : un régulateur-programmateur
 
 
 
Régulateur-programmateur TC S.A.REX P96
 
 
 
Particulièrement sensible aux chocs thermiques, la cuisson des céramiques nécessite un contrôle pointu des montées en température et du refroidissement du four.
La plupart des fours restent équipés de régulateurs simples capables de maintenir une température fixe. Dans ce cas la montée en température n'est pas contrôlée et les chocs thermiques sont importants. Il en est de même lors de l'arrêt du four au terme de la cuisson.
 
Le régulateur-programmateur P96 permet d'ajuster le point de consigne selon un cycle prédéfini dans le temps ou en fonction d'événements déterminés.
Doté d'un algorithme de régulation PID, il permet d'obtenir une très bonne stabilité de régulation.
La durée des rampes et des segments peut être ajustée de 0 à 99 heures par incréments d'une minute, tandis que la consigne à atteindre est ajustable dans toute l'échelle de mesure.
Ainsi la pente de montée ou de descente en température est calculée par le régulateur-programmateur en fonctions des critères programmés.
 
La courbe consigne ou programme est composée de plusieurs segments, chaque segment peut correspondre à un palier, une rampe de montée ou de descente en température.
 
 
 
 
 
La précision de la régulation est déterminée par le réglage des paramètres PID.
Ces paramètres de régulation P (proportionnel), I (intégrale) et D (dérivé) sont calculés par le régulateur, ils sont fonction du système (type de four, volume, puissance, charge...) et de la température de régulation. Le calcul de ces paramètres est déterminant pour la stabilité du système. Le calcul des paramètres PID est compliqué mais comme la plupart des régulateurs, le P96 possède une fonction autoréglage qui permet à l'appareil de déterminer seul les paramètres de régulations optimum.
 
Dans le cas de la programmation d'un cycle de température, la température évoluant au cours du programme, un seul groupe de paramètres PID ne permet pas d'assurer une bonne stabilité tout au long du déroulement du cycle. Le P96 est doté de plusieurs groupes de paramètres de régulation PID. Chaque groupe de paramètres PID sera affecté à une bande de température.
Au cours du déroulement du programme, le régulateur-programmateur P96 utilise le groupe de paramètre PID correspondant à la zone de température du système afin d'assurer une grande précision de régulation tout au long du cycle de cuisson.
 
 
 
 
 
Suivant les applications, il est parfois nécessaire de reprendre la main sur le programme en cours.
Les régulateurs-programmateurs possèdent des fonctions qui permettent de répondre à ces besoins :
- la fonction "Step" permet de forcer le passage au segment suivant.
- La fonction "Hold" permet de maintenir la consigne en cours est de suspendre momentanément le déroulement du programme.
- Avec la fonction "Attente", on fixe une zone de part et d'autre de la consigne ; le déroulement du programme est suspendu tant que la température du process n'est pas comprise dans cette zone. Dans le cas où l'utilisateur a programmé une rampe trop raide par rapport au temps de réponse du four, le régulateur-programmateur suspendra le programme tant que le process n'a pas rattrapé le cycle en cours.
 
 
 
 
 
Le régulateur-programmateur de température doit permettre de répondre à tous ces besoins tout en restant convivial. Le céramiste est amené très souvent à modifier son programme de cuisson : cette opération doit être simple et rapide. Les régulateurs-programmateurs de TC S.A. ont été développés dans ce sens. Sur le P96 l'opérateur ajuste ses segments en fixant la température à atteindre et le temps pour atteindre cette température. L'appareil calcule la pente de température à suivre et fait évoluer progressivement la température du four : le cycle de cuisson est parfaitement controlé.
 
 
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Contact TC Direct. : info@tcdirect.fr
 
 
Traité de thermométrie par thermocouple et résistance : www.tcsa.fr
Contact : contact@tcsa.fr
 
 
 
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