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      Systèmes de contrôles des broyeurs        
                   
      1   Introduction        
        - Dans le passé, lorsque les broyeurs à ciment étaient en circuit ouvert, la conduite de l'installation s'opérait pratiquement
          toujours de façon manuelle, sans aucun système de contrôle ou asservissement quelconque.  
        - En circuit ouvert, la tâche de l'opérateur en salle de contrôle se réduisait au strict minimum, c'est à dire augmenter ou
          diminuer le débit en fonction de la finesse du produit fini.      
        - En réalité, c'est un peu plus compliqué que cela, mais il n'y avait pas de besoin impérieux de développer des
          instruments de contrôle comme c'est le cas aujourd'hui.      
        - En effet, les circuits de broyage en circuit fermé sont devenus de plus en plus complexes avec l'adjonction de 
          séparateurs hauts-rendements et de systèmes de pré-broyage.      
        - Les grandeurs mesurées sont nombreuses et la conduite en salle de contrôle est devenue fastidieuse.
        - Il n'est donc pas rare de voir des opérateurs mettre leur broyeur en sous régime de façon à éviter un gros problème.
          C'est humain et tout le monde le ferait!        
        - Des systèmes de contrôle de plus en plus sophistiqués ont donc été développés pour permettre:
          * de réaliser des opérations trop complexes ou délicates ne pouvant être confiées à l'homme  
          * de se substituer à l'opérateur pour des tâches répétitives      
          * d'accroître la précision du système        
          * d'améliorer la stabilité du circuit de broyage      
          * de garantir la qualité du produit fini        
          * d'atteindre et garder un débit optimum de l'installation      
        - Et en fin de compte, augmenter la production du broyeur et diminuer sa consommation spécifique.
        - Un schéma parmi tant d'autres de système de contrôle:      
         
     
       
          Les avantages de l'automatisation d'un circuit de broyage sont donc les suivants:    
        - La sécurité: Maintenir le débit à l’intérieur d’une plage qui assure la sécurité du système.  
        - La stabilité: Maintenir le débit à une valeur constante et ce, malgré les perturbations qui peuvent affecter
          le procédé.        
        - L'optimisation: Maintenir le débit à une valeur supérieure à celle qu'elle aurait été sans automatisation.
        - La qualité: Amener précisément le débit à la valeur désirée de façon à assurer la qualité du produit final.
        - La répétitivité: Permettre d'effectuer des tâches répétitives à intervalles réguliers.  
        - La reproductibilité: Effectuer une séquence d'opérations sans requérir à l'intervention humaine.
                   
      2   Notion de boucle ouverte (BO) et de boucle fermée (BF)      
        - Un système en boucle ouverte est un système qui ne comporte pas de contre-réaction (feedback) entre la sortie et
          l'entrée.        
        - Classiquement, il est composé du processus physique, d'un capteur pour en mesurer la sortie et d'un actionneur
          pour agir sur la grandeur d'entrée du système.      
        - Cette solution est retenue dans le cas où le système est parfaitement connu et/ou dans le cas où l'obtention
          d'une mesure de la sortie n'est pas économiquement réalisable.      
        - Schéma d'une boucle ouverte:        
         
     
     
        - La BO (boucle ouverte) possède les inconvénients suivants :      
          * On ne peut réguler des systèmes instables      
          * Les perturbations ont des effets indésirables non compensés      
          * Il est difficile d'obtenir une sortie possédant la valeur souhaitée avec précision et rapidité  
        - On améliore grandement les choses avec une boucle fermée puisque l'on peut intervenir sur le système en le corrigeant 
          suite à la mesure de la grandeur à régler.        
        - Voici un schéma général d'une boucle fermée:      
         
     
     
        - Avec la boucle fermée on introduit la notion d'asservissement.      
        - La régulation des circuits de broyage se fait en boucle fermée.      
        - Comparaison BO et BF:        
         
     
         
                   
      3   Notions de fonctions de transfert - Transformée de Laplace      
        - Avant d'aborder les chapitres décrivant les différents types de contrôleurs, il faut parler un peu des fonctions de
          transfert utilisées pour les définir mathématiquement.      
        - On appelle la fonction de transfert d'un système, le rapport de la transformée de Laplace du signal de sortie
          à celui de l'entrée.        
        - La fonction de transfert caractérise donc la dynamique du système et elle ne dépend que de ses caractéristiques
          physiques.        
        - Ainsi dorénavant, un système sera décrit par sa fonction de transfert.    
        - Venons-en donc à la transformée de Laplace.      
        - La transformation de Laplace est une transformation intégrale.      
        - La transformation de Laplace est particulièrement adaptée pour l'étude de la dynamique de systèmes supposés
          dans un état connu à un certain instant.        
        - La transformée de Laplace d'une fonction f(t), t étant le temps, est:    
         
     
           
                 
                 
        - Le résultat est fonction de s et non de t.        
        - L'opérateur s est l'inverse du temps et représente une fréquence.      
        - La transformée de Laplace permet donc de transformer le problème du domaine du temps au domaine de fréquence.
        - L'avantage principal d'analyser des systèmes de cette façon est que les calculs sont plus simples dans le domaine
          de Laplace.        
        - Dans le domaine de Laplace, les intégrales et dérivées se combinent à l'aide de simples opérations algébriques,
          on n'a pas besoin d'équations différentielles.      
        - Voici un tableau avec quelques transformées usuelles:      
         
     
     
      4   Types de systèmes de contrôle        
        - Les différents types de systèmes sont les suivants:      
          * Contrôleurs Tout ou Rien (TOR ou ON-OFF)      
          * Contrôleurs PID (P, PI, PD et PID)        
          * Contrôleurs dits à logique floue (Fuzzy logic)      
          * Systèmes experts        
        - Tous ces systèmes ont bien sûr une efficacité différente selon leur complexité et donc leur valeur marchande.
        - On peut voir sur le diagramme ci-dessous une première comparaison entre les différents types.
         
     
         
        - En abscisse, nous avons le temps et le moment quand survient une perturbation.  
        - En ordonnée, nous avons la valeur de la variable réglée et la consigne (dans ce cas, le débit en t/h).
        - On remarque donc que le régulateur TOR est le moins bon et le régulateur logique floue le meilleur.
        - Les systèmes experts ne sont pas représentés sur ce diagramme.      
        - Ces différents systèmes seront expliqués dans les chapitres suivants.    
                   
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