Brevet FR2085967A1 — publié le 19711231

La présente invention est relative aux dispositifs de commande, convenant plus particulièrement, mais non exclusivement, à la commande d'installations chimiques. On connaît, dans les importantes installations chimiques, 5 l'utilisation d'un calculateur pour déterminer, de façon répétée et rapidement tour à tour, chacune d'un grand nombre de conditions régnant dans l'installation, et pour régler en conséquence un grand nombre d'appareils de commande, afin d'obtenir et de maintenir des conditions de fonctionnement convenables, sûres et optima-10 les dans l'installation. Un tel calculateur est normalement programmé pour produire des signaux de sortie numériques consécutifs qui quantifient le réglage nécessaire pour chaque appareil de commande successif. Dans un dispositif de commande classique, le signal de sortie nu-^5 mérique du calculateur passe dans un convertisseur numérique analogique qui alimente à son tour, par l'intermédiaire de dispositifs de commutation appropriés, chacune d'un grand nombre de lignes de commande pour chacun des appareils de commande individuels. Habituellement, chacune de ces lignes comprend un amplificateur de ré-20 glage et de maintien, un convertisseur de courant en pression, et un dispositif de réglage pneumatique, sensible à la pression, pour l'appareil de commande même. Un tel agencement a le grave inconvénient qu'un amplificateur de réglage et de maintien et un convertisseur courant/pression doivent être prévus pour chaque appareil 25 de commande, ce qui rend l'ensemble de l'installation très coûteux. L'invention est basée sur la reconnaissance du fait que le convertisseur numérique/analogique, l'amplificateur de réglage et de maintien, et le convertisseur courant/pression fonctionnent tous très rapidement par rapport au temps nécessaire pour le réglage 30 des appareils de commande eux-mêmes, donc sur la possibilité d'utiliser un seul amplificateur de réglage et de maintien et un seul convertisseur courant/pression pour commander indépendamment et successivement chacun d'un grand nombre d'appareils de commande. Conformément à l'invention, le dispositif de commande com-35 prend au moins un ensemble constitué par un amfLificateur de réglage et de maintien adapté pour recevoir de façon répétée un grand nombre de signaux analogiques consécutifs quantifiant les réglages nécessaires pour un grand nombre d'appareils de commande, un convertisseur courant/pression qui est sensible au signal de sortie 40 de cet amplificateur et qui commande la pression dans une conduite 71 12764 2. 2085967 d'alimentation pneumatique en réponse à ce signal, plusieurs appareils de réglage pneumatiques, sensibles à la pression, pour ces appareils de commande, chacun de ces appareils de réglage étant relié à ladite conduite pneumatique par l'intermédiaire d'une van-5 ne, et des moyens pour maintenir ces vannes normalement fermées, adaptés pour ouvrir chacune des vannes afin de relier l'appareil de réglage de l'appareil de commande correspondant à ladite conduite pneumatique pendant chacune des périodes successives au cours desquelles le convertisseur courant/pression reçoit un si-10 gnal analogique quantifiant le réglage nécessaire pour cet appareil de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que de la Fig. unique du dessin annexé, montrant schématiquement un dispositif de commande suivant 1'invention. Le dispositif de commande décrit ci-après convient pour la commande d'une importante installation chimique comprenant, par exemple, soixante-quatre vannes dont les positions doivent être 20 réglées périodiquement afin d'assurer que l'installation fonctionne convenablement et avec un rendement optimal. Le réglage nécessaire pour toutes les vannes, à n'importe quel moment, est déterminé par les conditions matérielles régnant dans l'installation. Le dispositif de commande comprend, de façon connue un calculateur 25 c qui est adapté pour déterminer de façon répétée les conditions régnant dans 1'installation chimique et pour produire suivant un programme prédéterminé, un signal de sortie numérique quantifiant le réglage nécessaire pour chacune des vannes à tour de rôle. La sortie du calculateur C est appliquée à un convertisseur 30 numérique/analogique D/A. La sortie de ce convertisseur est appliquée à une barre omnibus b qui alimente, de façon sélective, huit amplificateurs de réglage et de maintien S/H par l'intermédiaire d'interrupteurs S ; pour des raisons de clarté, le dessin montre seulement deux interrupteurs S et l'équipement correspondant. Cha-35 que amplificateur de réglage et de maintien alimente un convertisseur courant/pression I/P, et chacun de ces convertisseurs alimente une conduite pneumatique £. Huit appareils pneumatiques de réglage A, sensibles à la pression et agissant chacun sur une vanne de commande V correspondante, sont branchés sur chaque conduite 40 pneumatique £ par l'intermédiaire de soupapes à solénoïde et des 71 12764 3. 2085967 relais amplificateurs R. Là encore, dans un but de clarté du dessin, deux vannes de commande V et l'équipement correspondant sont représentés pour chaque amplificateur ce "réglage et de maintien. On comprend que les soixante-quatre vannes de commande sont 5 disposées en huit groupes de huit, chacun de ces groupes étant commandé par un seul amplificateur de réglage et de maintien et un seul convertisseur courant/pression. Le calculateur C est programmé pour produire les signaux numériques de sortie quantifiant le réglage nécessaire pour chaque 10 vanne de commande suivant la séquence expliquée ci-après. Les premiers huit signaux numériques de sortie dans un cycle de commande quelconque sont destinés aux premières vannes de chaque groupe, le deuxième groupe de huit signaux est destiné aux deuxièmes vannes de chaque groupe, et ainsi de suite, les derniers huit signaux de 15 chaque cycle étant destinés aux huitièmes vannes de chaque groupe. Les interrupteurs S sont actionnés à des moments appropriés dans chaque cycle, de sorte que chaque train de huit signaux analogiques consécutifs est appliqué de façon séquentielle à chacun des huit amplificateurs de réglage et de maintien tour à tour. 20 On comprend donc que, après que le calculateur C et le con vertisseur numérique/analogique D/A ont alimenté l'un quelconque des amplificateurs de réglage et de maintien S/H, il se produit un intervalle, pendant lequel a lieu l'alimentation des sept autres amplificateurs de réglage et de maintien, au cours duquel 25 l'une des vanne ^6^.ctionnée par électroaimant dans le sous groupe comprenant cet amplificateur de réglage et de maintien peut être ouverte en vue du réglage, suivant les dernières données, de la vanne de commande V dont le réglage correct avait été quantifié par le signal analogique reçu en dernier par l'amplificateur de 30 réglage et de maintien en question. On comprend que les vannes à ëlectroaimant de chaque groupe sont ouvertes à tour de rôle, de sorte que l'appareil de réglage pneumatique approprié - sensible à la pression - est branché sur la conduite p au moment approprié dans chaque cycle de commande complet, et que les réglages des 35 soixante-quatre vannes sont effectués, suivant les dernières données et suivant la séquence des signaux numériques de sortie fournis par le calculateur C. On remarquera que le nombre des vannes de commande individuelles pouvant être commandées par un seul amplificateur de ré-40 glage et de maintien et un seul convertisseur courant/pression est 71 12764 4. 2085967 déterminé par le nombre total des vannes de commande que comprend l'installation, la fréquence à laquelle on désire réajuster chacune des vannes de commande à tour de rôle, et les vitesses de travail de chacun des différents composants du dispositif de commande. 71 12764 2085967 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble constitué par un amplificateur de réglage et 5 de maintien adapté, pour recevoir de façon répétée un grand nombre de signaux analogiques consécutifs quantifiant les réglages nécessaires pour un grand nombre d'appareils de commande, un convertisseur courant/pression qui est sensible au signal de sortie de cet amplificateur et qui commande la pression dans une conduite d'ali-10 mentation pneumatique en réponse à ce signal, plusieurs appareils de réglage, sensibles à la pression pneumatique, pour ces appareils de commande, chacun de ces appareils étant relié à ladite conduite pneumatique par l'intermédiaire d'une vanne, et des moyens pour maintenir ces vannes normalement fermées, adaptés pour ouvrir cha-15 cune des vannes afin de relier le dispositif de réglage de l'appareil de commande correspondant à ladite conduite pneumatique pendant chacune des périodes successives au cours desquelles le convertisseur courant/pression reçoit un signal analogique quantifiant le réglage nécessaire pour cet appareil de commande. 20 2 - Dispositif de commandé suivant la revendication 1, ca ractérisé en ce qu'il comprend plusieurs desdits ensembles, conjugués chacun avec un groupe différent d'appareils de commande, ces ensembles étant reliés par un dispositif de commutation pour la réception des signaux analogiques depuis la même sourse, le dispo-25 sitif de commutation pouvant être actionné de telle manière que des signaux analogiques consécutifs produits par ladite source soient amenés à ces ensembles, conformément à un programme prédéterminé • 3 - Dispositif de commande suivant la revendication 2, ca-30 ractérisé en ce que des signaux consécutifs produits par ladite source sont appliqués à chacun desdits ensembles à tour de rôle. 4 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux analogiques appliqués à l'ensemble ou à chacun des ensembles sont déri- 35 vés, par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique/analogique, d'un calculateur qui est agencé de façon à déterminer de façon répétée, rapidement et successivement, chacune d'un grand nombre de conditions déterminées par le réglage des appareils de commande, ce calculateur étant programmé pour produire des signaux numériques 40 de sortie quantifiant le réglage nécessaire pour ces appareils de 71 12764 6. 2085967 commande. 5 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites vannes sont commandées par des électroaimants. 6 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil de réglage, sensible â une pression, pour chaque appareil de commande est relié à la conduite d'alimentation pneumatique par l'intermédiaire d'un relais amplificateur.