Brevet FR2219118A1 — publié le 19740920

La distribution d'eau en quantité et en qualité voulues à partir d'une origine naturelle suppose le respect d'un certain nombre d'impératifs. Ces impératifs sont bien connus et l'on pourrait aisément les énoncer mais, dans la réalité le résultat s'apprécie de manière qlobale de sorte que c'est globalement que le problème devrait être traité. Ce problème est en effet simple à poser car il se ramène à dire que l'eau à distribuer doit être "suffisante" en quantité et "bonne" en qualité Mais, dans la pratique, il faut constamment rectifier, adapter, modifier la quantité et la qualité de l'eau à distribuer en fonction, à la fois, de la demande et de l'approvisionnement. Par nature, l'approvisionnement est aléatoire spécialement sur le plan de la qualité. La demande, quant à elle, est constante sur le plan de la qualité mais variable sur le plan de la quantité. Une station de traitement des eaux est donc organisée au mieux pour s'adapter à un approvisionnement aléatoire afin de satisfaire une demande elle-meme aléatoire. La station de traitement est, ainsi, équipée d'éléments qui concernent la quantité (tant à l'entrée qu'à la sortie) tels que pompes, vannes, réservoirs, etc.. et d'éléments qui concernent la qualité tels que réactifs, filtres, etc.. La commande de l'ensemble de ces éléments est fonction de la mesure des caractéristiques de l'eau et chaque paramètre en cause impose l'usage d'un appareil de mesure. Dans une installation entièrement manuelle, le personnel observe un par un ces appareils de mesure et actionne en conséquence les organes de commande correspondant à la modification qui s'impose : augmentation -du débit d'entrée, diminution de la quantité d'un ou plusieurs réactifs, etc.. Dans une installation plus perfectionnée, certains organes de commande sont asservis à un ou plusieurs appareils de mesure de sorte qu'un ou plusieurs paramètres sont régulés automatiquement. rIais chaque élément agit indépendamment des autres car il n'y a aucun traitement central des informations et, par suite, aucune intégration et aucune synthèse globale. La régulation globale de l'installation résulte donc dans un cas comme dans l'autre de l'alustement individuel de chacun des organes de commande aux caractéristiques de 'l'appareil de mesure correspondant et cela à un instant donné. Par exemple, le personnel peut s'apercevoir que le niveau dans un réservoir d'eau traitée baisse ce qui indique que la demande augmente et que le débit de traitement est trop faible. Le personnel agit alors sur les vannes ou les pompes voulues pour augmenter le débit de traitement. Mais, simultanément, un oraqe peut survenir et, très rapidement, l'eau à traiter aura change de caractéristiques (turbidité par exemple). Pour fournir malgré cela une eau de qualité voulue, il faudra modifier le mode de traitement en agissant sur le nombre ou la quantité des réactifs introduits. Or, la quantité d'eau demandée étant variable selon la saison, le jour et l'heure il peut se faire qu'au moment oA les modifications voulues ont été apportées en fonction d'un certain débitwdoivent à nouveau être ajustées à un débit plus faible. I1 faudra alors modifier encore l'apport des réactifs. L'exemple ci-dessus ne fait intervenir que deux paramètres et l'on voit qu'en réalité le problème est encore bien plus difficile à résoudre car le nombre de paramètres est plus grand et leurs combinaisons plus complexes. La "régulation" d'une installation n'est donc jamais globale mais au contraire fragmentaire de sorte que le personnel passe finalement plus de temps à réctifier des "erreurs" ponctuelles qu'à ajuster réellement l'approvisionnement à la demande. La présente invention permet, par des moyens logiques simples d'intégrer l'ensemble des informations d'un instant donné pour obtenir automatiquement le meilleur résultat possible dans un temps minimum. A cette fin, l'invention a pour objet une installation pour le traitement des eaux du type comprenant une pluralité d'organes de commandes devant être actionnés en fonction de caractéristiques quantitatives et qualitatives mesurées par une pluralité d'appareils, caractérisée en ce que chaque appareil de mesure est relié à au moins un ensemble logique de traitement de ces informations lui-même relié à un ou plusieurs organes de commande afin que ceux-ci soient asservis aux instruments de mesure par l'intermédiaire de l'ensemble logique de traitement. L'ensemble logique de traitement peut être simple ou complexe c'est-à-dire comprendre un ensemble unique ou plusieurs sous-ensembles interconnectés. L'ensemble (ou les ensembles) peut être de nature électrique, électronique ou pneumatiaue. L'ensemble (ou chaque ensemble) est ainsi relié à N entrées et M sorties (N pouvant être égal à M). La nature des composants et les caractéristiques de leurs liaisons donnent des résultantes que l'on peut choisir selon toutes les combinaisons entre les N entrées et les M sorties. Les différents composants d'un ensemble sont du type ET, du type OU, du type NI, du type SEUIL ; etc.. On peut ainsi, par exemple, obtenir une commande simple (augmentation d'un débit) à partir d'une information complexe (plusieurs mesures simultanées à un degré prédéterminé). A l'inverse, on peut obtenir une commande complexe (auamentation d'un débit, introduction de plusieurs réactifs, etc..) à partir d'une information somple (débit demandé). Entre ces deux cas extrêmes, toutes les combinaisons sont possibles. Si l'on opte pour une installation électrique, l'invention peut être réalisée en utilisant des ensembles entièrement câblés et comprenant chacun les différentes connexions voulues pour relier les instruments de mesure aux organes de commande par l'intermédiaire de relais. Les lignes électriques provenant des instruments de mesure aboutissent à des bornes groupées en "rack". Un ensemble de broches fixées sur un même support selon la même disposition que les bornes, peut être mis en place ou retiré en une seule fois pour connecter ou déconnecter l'entrée des lignes. A chaque broche, correspond un plot recevant un ou plusieurs fils de liaison. La liaison ou l'absence de liaison entre plots, forme un réseau qui constitue un véritable programme puisqu'il résulte d'un schéma qui est préétabli pour créer un certain circuit pour un certain type d'information simple, complexe, simultané ou décalé dans le temps, le mot "complexe" signifiant une ou plusieurs informations. Les plots convenablement reliés sont connectés à des relais qui contrôlent le fonctionnement des organes de commande. Chaque relai est lui-même muni de broches devant être engagées dans des bornes recevant les fils provenant des plots. Un relai constitué par un électro-aimant peut être alimenté à partir de plusieurs plots, il sera excité et ne commandera le contacteur de puissance que s'il reçoit un ordre soit - d'un autre relais (commande par tout ou rien) - d'un dispositif d'intégration de signaux de mesure (relais à seuil). Cela revient à dire qu''unie seule et unique commande sera obtenue à partir de plusieurs mesures qui concordent. A l'inverse, l'électro-aimant peut être alimenté à partir d'un seul plot et provoquer quand il est excité, le déplacement d'une palette qui porte plusieurs lames de contact fermant et/ou ouvrant simultanément plusieurs circuits. Cela revient à dire que plusieurs commandes seront obtenues simultanément à partir d'une seule mesure. Bien entendu, fln relais peut combiner ces deux cas extrêmes en comportant à la fois plusieurs alimentations de l'électroaimant et plusieurs lames de contact correspondant à plusieurs circuits. L'ensemble peut comporter des liaisons entre relais afin d'obtenir des commandes-en cascade. L'interconnexion des plots et des relais permet aisément d'atteindre le nombre de combinaisons correspondant à toutes les hypothèses de mesures. La transmission des mesures peut se faire par tout ou rien à partir de paliers et de plafonds critiques ou graduellement en fonction des variations élémentaires. De meme, la transmission peut être permanente ou périodique. Des temporisateurs peuvent être placés sur certains circuits afin de neutraliser certaines informations qui, à un stade donné, pourrait perturber un processus en cours. Le choix et la disposition des composants dépend, entre autres, de la nature des commandes et de la nature des mesures. Les différentes variables dont doit tenir compte une installation de traitement des eaux peuvent être groupées en deux catégories : les variables quantitatives et les variables qualitatives. Parmi les premières, on trouve - le débit instantané à assurer, - le débit journalier à satisfaire - le niveau des réservoirs d'eau déjA traitée, réservoir de stocka ge et réservoir de distribution). Parmi les secondes on trouve - la nature des impuretés en suspension dans l'eau à traiter, - la nature des impuretés en solution, - la température, - la turbidité, -- le pH - etc.. Les dispositifs fonctionnels comprennent des bassins de décantation, des réservoirs, des pompes, des filtres, des distributeurs de réactifs etc.. Par exemple, à partir de la seule mesure du débit demandé, on peut vouloir commander une vanne réglable entre deux positions extrêmes. Le relais correspondant à cette modulation sera alors alimenté à partir d'un débitmètre, tant que le débit n'atteint pas une certaine valeur plafond qui correspond à l'ouverture maximum de la vanne. Les variations élémentaires de débit-Lnètre se traduiront, ainsi, par des variations élémentaires de l'ouverture de la vanne jusqu'au maximum possible. Si le débit demandé augmente encore, il est nécessaire de mettre en fonction un circuit supplémentaire, c'est-à-dire un ensemble pompe-vannes-canalisation; etc.. Le débit-mètre des qu'il atteint la valeur plafond, agit alors sur un autre-relais qui met en action la ou les pompes, ouvre ou ferme des vannes etc... Simultanément, un autre relais est actionné pour réguler une vanne de contrôle du débit, etc.. On voit ainsi que l'on peut obtenir une automatisation totale d'une installation de traitement des eaux en intégrant les différents paramètres qui:interviennent à un instant donné. Chaque ensemble électrique peut être constitué par une platine sur laquelle les relais sont groupés et qui porte les câblages voulus. Les platines sont reliées entre elles selon toutes les combinaisons nécessaires. Une platine traite les informations et peut les transmettSe soit Cela platine suivante pour des traitements en cascade, soit directement aux dispositifs fonctionnels concernés. Naturellement, l'installation peut non seulement être électrique comme cela vient d'être décrit, mais également électronique ou pneumatique. L'invention n'est donc pas limitée au seul mode de réalisation décrit mais en embrasse, au sontraire, toutes les variantes. REVENDICATION 1- Installation pour le traitement des eaux du type comprenant une pluralité d'organes de commandes devant être actionnés en fonction de caractéristiques quantitatives ou qualitatives mesurées par une pluralité d'appareils, caractérisée en ce que chaque appareil de mesure est relié à au moins un ensemble loai- que de traitement de ces informations lui-même relié à un ou plu-* sieurs organes de commande afin que ceux-ci soient asservis aux instruments de mesure par l'intermédiaire de l'ensemble logique de traitement.