Brevet FR2209144A1 — publié le 19740628

La présente invention concerne un procédé et un disposi- tif du type de ceux qui permettent d'assurer un règlage autonati- que d'une grandeur physique selon un programme prédétsrminé. De tels dispositifs coaportent, de manière classique, une chaîne de régulation saintenant une valeur de assure de la grandeur réglée, généralsment sous forme d'un signal élsctrique, à une valeur de consigns. qui varis alle-même selon le programme prédéterminé. La présente invention concerne plus spécifiquement un procédé et un dispositif conçus pour la mise en oeuvre d'un. programmation comportant des vuriations linésires de la grandeur sique règlés, suivies de paliers de réguletion à valeur constants. Ils s'appliquent ainsi, en particulier, à la commande automatique de variations de température, car, dans ce domaine, il est fréquint qui l'on ait à réaliser une élévation ou une diminution progressive de température jusqu'à une température de szuil et à maintenir ensuite un palier, où la température reste constante et égate à catte température de seuil. Il est alors utile de pouvoir disposer d'un équipement simple. peu coûteux et facils à mettre en oeuvre, pour effectuer cette programmetion. Les dispomitifs classiques, qui sont conçus pour tenter de répondre à ces conditions, impliquent un pessage d'un fonctionnement en programmateur, pendant la varistion prograssive de température, à un fonctionnement en réqulsteur. pour le palier è température constante, ce qui antraîne de nombreux inconvénients, en particulier pour la etabilité de la régulation. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent. au contreirs, par des moyans, simplas, pau coûtaux et faciles à mettre en osuvrs, d'assurer le règlage automstique d'une grandeur physique, telle que la température, misux que les solutions entre rieures, notassent pour respecter uni vatiation progressive de cette grandeur jusqu'à un paliar à valaur constants, st ils pe mettant également d'assurer des régulations à valsur constante sur des paliers de durée importante avec une grande stabilité. Un procédé de règlage automatique d'une grandeur physique, selon l'invention, se caractérise en ce qu'il consiste à intégrer, dans le temps, un signal de même signe que la différence entre une valeur de seuil prédéterminée et la valeur intégrée obtenue,et à utiliser ladite valeur integrée pour constituer une valeur de consigne pour une chaîne de régulation meintenant une valeur de mesure de la grandeur règlée è ladite valeur de consigne Selon un mode de aise en ceuvre préfèré. le procédé selon l'invantion consiste è comparer la valeur intégrés,avec la valeur de seuil prédétarminée, pour obtenir un signal d'amplitude constante de même signe que la différence entre la valeur intégrés et la valeur de seuil, ou nulle si cette différence est nulle, et é intégrer une fraction prédéterminée dudit signal d'amplitude constante pour obtenir ladite valeur intégrés, Un dispositif selon l'invention, pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, comprend des moyens d'affichage d'une valeur de seuil prédéterminée, un comparateur de ladite valeur de seuil une valeur intégrée fournissant un signal de comparaison de mê- me signe que la différence entre les deux valeurs, un intégrateur recevant une fraction au moine dudit signal et fournissant ladite valeur intégrée. un comparateur d'une valeur de consigne fonction de ladite valeur intégrés et d'une valeur de mesure de la grandeur règlée. fournissant un signal d'erreur fonction de le différence entre la valeur de consigne et la valeur de mesure, et une channe de régulation de la grandeur règlés commandée par ledit signal d'erraur. Selon un mode de réalisation préfèré, le dispositif coran porte, sn outre, des moyens de réglage de la fraction prédétermi- née du signal de comparaison qui est adressée à l'intégrateur. L'invention a également pour objet un dispositif program- mateur-régulateur de température. faisant application du procédé ci-desaus. do@t les caractéristiques apparaîtront, en même temps que d'autres caractéristiques du procédé et du dispositif déjà définis, la lecture de la description qui suit, celle-ci concernant un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention ,choisi 8 titre d'exemple non limitatif, et décrit en faisant référence aux figures 1 et 2 dans lesquelles t La figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif programmateur-régulateur de température, selon l'invention. La fiyure 2 est un schéma plus détaillé de la partie programmateur du dispositif de la figure 1. Conformément à la figure t, un dispositif selon l'invention permettent le règlage automatique d'une grandeur physique, qui est ici constituée par une température, comprend essentielle- ment un générateur de courant 1, un capteur 2 assurant la mesure de température, une partie régulateur 3 et une partie programma- teur 4, les différents éléments étant constitués et connectés entre eux comme l'indique la figure 1, et également la figure 2 pour la partie programmateur. Le dispositif permet d'imposer à la température régulée une variation progressive à une vitesse déterminée, suivie par un pilier oll li température e3t maintenue constamment égale â une température de seuil prédéterminée, mais la partie régulateur du dispositif reste en permanence asservie à la partie programmateur. Comme la montront les figures 1 et 2, la partie programmateur 4 comprend un coiparateur 5, constitué par un amplifica- teur différentiel de gain infini. Ce comparateur reçoit une tan. sion VA,qui représente la valeur de seuil de la température,ainsi qu'une tension !5 obtenue à la sortie d'un intégrateur 6. Le ten- sion VA est règlée a une valeur prédéterminée par action sur un potentiomètre 7 ( figure 2 ) d'un dispositif d'affichage de la température Le seuil portent la référence 8 sur les figures 1 et 2. Le comparaieur 5 fonctionne par " tout ou rien ",c'est- a-dire qu'il est soit bloqué, soit saturé. La tension Vc , qui est obtenue à la sortie de l'intégrateur t qui constitue le signal de comparaison, présente ainsi une amplitude de valeur absolua déterminée ( par exemple 10 volts ), positive ou négative suivant le signe de la différence entre la tension V5 et la tension VA représentant la température de seuil. La tension de sortie VC est nulle si cette différance est nulle. Le signal de comparaison VC est adressé à l'entrée de l1intégrateur 6 en passant par un diviseur de tension 9. Celui-ci permet d'adressar à l'intégrateur 6 une tension VI qui peut être égale à la tension VC ou à une frection seulement de celle-ci, cette fraction étant, en outre, réglable par commutation des résistances 10 du diviseur 9. En fonctionnement, la capacité de l'intégrateur 6 se charge sous la tension V@ , et la tension de sortie VS représente la valeur intégrée dans le temps du signal de comparaison. Mais, du fait que l'amplitude du signal de tension b l'entrée est fixe, pour VI comme pour VC, la tension de sortie VS varie en fatt li néairement avec le tes, suivant une pente de terminée par la va leur de VI . Lorsque, par contre le différence entre V5 et 't A s'annule, le comparateur @@ bloque et annule le signal VI de commande de l'intégrateur. Le système est asservi et, à tout moment, le moindre écart entre VA et V5 implique une tension Vf qui charge l'intégrateur jusqu'à annuler cet écart. La tension de sortie de l'intégrateur 6 est utilisée pour constituer la valeur de consigne pour la régulation de température. Après une mise en forme dans un linéarisateur 11, elle est admise à l'entrée d'un comparateur 12, qui reçoit également une tension VM représentant la valeur de masure, et provenant d'un amplificateur 13 qui amplifis le signal fourni par le capteur de température 2. Le signal d'erreur obtenu, proportionnel à la différence entre les deux tensions, est transmis à trois circuits 14, 15 et 16 de la partie régulateur 3, respectivement à action proportionnelle, intégrale et dérivée, et à réglage indé pendant. Les sorties de ces trois circuits sont reliées à un sonmateur et cmplificateur 17, qui commande le bloc de puiseance assurant les variations de température. Dans le programmateur-régulateur de température décrit, la chaîne de régulation, qui maintiant la température mesurée par la captaur 2 à la valeur de consique, rasta toujours commandée par la parte programmateur. qui fixe cette valeur de consigne. Celui-ci assure une montée ou une descente de température linésirement avec le tomps pandant la charge ou la décharge de l'intégrataur 6 (suivant le signe du signal de comparaison) jusqu'à atteindre la température de seuil fixée, et il impose ensuit. un palier è cette température de seuil. L'intervention du progromme- teur, pour annuler toute différence apparaissant entre Va et VS, permet d'obtenir des paliers de température de très longue durée et de très bonne stabilité.Le signal de comparsison paut êtrs prélevé en 18 (figure 2) pour commander das diodes électroluminescontes indiquant 8 tout instant le mode de fonctionnement du dispositif t élévation, diminution ou palier de température. flans la partis régulateur, l'action proportionnelle apports en perms nence la tansion nécessaire pour compenser les partes thermiques & l'équilibre, l'action intégral. annule lantsment l'erreur statique, et l'action dérivés s'oppuse à chaque instant à toute variation. Le dispositif parmet ainsi une régulation précise de grande stabilité. De plus, le réglage du mode de forctionnement choisi est très simple, puisqu'il suffit d'afficher deux valeurs au nivsau du programmateur @ calle de la pente de variation, par cow utation des résistances du diviseur 9,et celle de la tempére- ture de souil, par réglage du potentiomètre 7. Le bloc de puissance peut être de tout type approprié et déterminer l'énergie fournie & ue. résistance électrique, ou commender 1'ouverture ou la farmsture d'une venne sur un circuit de fluide chaud par exemple. REVENDICATIONS 1- Procédé de réglage automatique dune grandeur physique, caractf- risé an ce qu'il consista à intégrer dans le taupe un signal de nl- me signe que la différence entre uns valeur de seuil prédéterminée et la valeur intégrés obtenue, et à utiliser ladite valeur intégrée pour conatitusr une valeur de consigne pour une chaîne de ré- gulation maintenant une valeur de masure de la grandeur réglée à ladite valeur de consigne. 2- Procédé, selon la 1- revendication I caractérisé un ce qu'il consiste à comparer la valeur intégrés avec la valsur de seuil prédéterminés, peur ebtenir un signal d'amplitude constants de même signe que la différence antre la valeur intégrée et la valeur de seuil, ou nulle Si cette différence est nulle, et a intégrer une fraction prédéterminée dudit signal d'aiplitude constante pour obtenir ladite valeur intégrée. 3- Dispositif de réglage d'uns grandeur physique, caractérisé an ce qu'il comprend des moyens d'affichage d'une valeur de seuil prédéterminée, un comparateur de ladite valeur de seuil à une valeur intégrée fowrmiesant un signal de comparaison de même signe que le différence entre les deux valeurs, un intégrataur recevant une fraction au meine dudit signal et fournissant ladits valeur intégrée, un comparateur d'une valeur de consigne fonction de ladite valeur intégrée et d'une valeur de mesure de la grandeur réglés fournissant un signal d'arreur fonction de la différence antre la valeur de consigns et la valeur de mesure, et une chaîne de régulation de la grandeur réglés commandée par ledit signal d'arreur. 4- Dispesitif. selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comperte, en outre, des moyens de réglage de la fraction prédéterminés de signal de comparaison qui est adressée à l'intégrateur. 5- Dispesitif preogrammateur-régulateur de température, caractérisé en ce qu'il est constitué par un dispositif, selon la ravendication 3 ou 4,appliqué à un réglage de température.