Brevet FR2785062A1 — publié le 20000428

La présente invention concerne une installation de production d'un flux de produit destiné à alimenter un dispositif consommateur, du type comportant, montés en série, plusieurs modules adaptés pour effectuer des traitements élémentaires successifs et distincts pour la production du flux de produit, au moins deux modules de traitement élémentaire comportant chacun au moins deux appareils de traitement montés en parallele, et adaptées chacun pour réaliser le mme traitement élémentaire, l'installation comportant en outre des moyens de commande des différents appareils de traitement en fonction du flux de produit souhaité en sortie de l'installation. On connaît de telles installations destinées notamment à la production d'azote gazeux à partir d'air atmosphérique. L'installation comporte généralement en série trois modules adaptés pour mettre en oeuvre des traitements élémentaires distincts pour la production de l'azote gazeux. En particulier, I'installation de production d'azote comporte successivement un module de compression, en aval duquel est disposé un module de dessiccation et de filtration, lequel alimente un module de séparation d'azote. Les modules de traitement comportent fréquemment au moins deux appareils de traitement montés en parallèle. Cette structure permet une production permanente, notamment pendant les périodes de maintenance de l'un des appareils, ou en cas de panne de l'un d'entre eux. Afin d'assurer la mise en route coordonnée des appareils de traitement d'un mme module, ainsi qu'une commande des paramètres de fonctionnement de ceux-ci, chaque module de traitement comporte des moyens de commande assurant la commande des seuls appareils de traitement du module considéré en fonction de valeurs de consigne prédéfinies. Pour assurer le respect des valeurs de consigne, les moyens de commande de chaque module sont reliés à des capteurs disposés immé- diatement en sortie du module de traitement considéré. Ainsi, dans une installation de production comportant plusieurs modules de traitement renfermant chacun au moins deux appareils de traitement montés en parallèle, les moyens de commande, propres à chaque module de traitement, augmentent la complexité de l'installation. En pratique, ces moyens de commande qui ne disposent que des seuls relevés effectués en sortie du module de traitement qui leur est associé, ne peuvent piloter les différentes appareils de traitement que suivant des algorithmes simples, ce qui limite la performance globale de L'invention a pour but de fournir une installation de production disposant de moyens de commande performants mais dont la mise en oeuvre est simple. A cet effet, !'invention a pour objet une installation du type précité, caractérisée en ce que lesdits moyens de commande comportent des capteurs de mesure d'au moins deux variables représentatives du flux de produit, et un régulateur à logique floue adapté pour commander, dans au moins deux modules de traitement distincts, au moins deux appareils de traitement du mme module, à partir des mmes variables représentatives mesurées. Selon des modes particuliers de réalisation, l'installation comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : -lesdits moyens de commande comportent, pour chaque module de traitement, une unité de commande propre à commander les seuls appareils de traitement du module considéré, et une unité centrale de pilotage reliée auxdites unités de commande et aux capteurs de mesure pour la commande des appareils de traitement depuis leur unité de commande associée, à partir d'ordres de pilotage élaborés par l'unité centrale de pilotage en fonction des variables représentatives mesurées, par application de la logique floue ; -les modules de traitement sont chacun adaptés au traitement des gaz, notamment l'air comprimé et l'azote, et sont disposés successivement sur une conduite de transport du gaz à traiter ; -les capteurs sont disposés en sortie de l'installation ; et -elle comporte au moins deux sorties de production de flux de produits distincts, parmi lesquelles au moins deux sorties sont équipées de capteurs de mesure d'au moins deux variables représentatives du flux de produit associé, et le régulateur à logique floue est adapté pour commander les appareils de traitement, à partir des variables représentatives mesurées sur chaque sortie. L'invention a en outre pour objet un procédé de production d'un flux de produit destiné à alimenter un dispositif consommateur mettant en oeuvre, montés en série, plusieurs modules adaptés pour effectuer des traitements élémentaires successifs et distincts pour la production du flux de produit, au moins deux modules de traitement élémentaire comportant au moins deux appareils de traitement montés en parallèle, et adaptés chacun pour réaliser le mme traitement élémentaire, dans lequel les différents appareils de traitement sont commandés en fonction du flux de produit souhaité, caractérisé en ce que, pour la commande des appareils de traitement, il comporte les étapes suivantes : -mesurer au moins deux variables représentatives du flux de produit, et -mettre en oeuvre un régulateur à logique floue qui commande, dans au moins deux modules de traitement distincts, au moins deux appareils de traitement du mme module, à partir des mmes variables représentatives mesurées. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant à la figure unique qui est une vue schématique d'une installation selon l'invention. Sur cette figure est représentée schématiquement une installation de production d'azote gazeux à partir d'air atmosphérique. Cette installation comporte, montés en série, un module 10 de compression d'air atmosphéri- que, un module 12 de dessiccation et de filtration, et enfin un module 14 de séparation de l'azote. L'installation comporte en outre des moyens de commande 16 destinés à la commande des différents modules pour obtenir, en sortie, un flux d'azote correspondant à une consigne prédéterminée. Le module de compression 10 comporte trois compresseurs 18,20, 22 dont les sorties sont reliées en parallèle pour aboutir dans un collecteur 24. Ce dernier est relié à l'entrée du module de dessiccation et de filtration 12. Les trois compresseurs 18,20,22 sont adaptés pour prélever de l'air directement dans l'atmosphère. Une unité de commande 26 propre aux trois compresseurs 18,20,22 est en outre prévue dans le module de compression 10. Cette unité de commande 26 est par exemple formée par un automate programmable de tout type adapté. Le module de dessiccation et de filtration 12 comporte une unique unité de dessiccation et de filtration 28 commandée par une unité de commande 30, formée par exemple par un automate programmable adapté. La sortie du module de dessiccation et de filtration 12 est reliée à l'entrée du module de séparation 14 par une conduite de liaison 32. Le module de séparation comporte, reliées en parallèle, deux colonnes d'adsorption 34,36 emplies de zéolithe et un séparateur à membrane 38. Les deux colonnes d'adsorption 34,36 et le séparateur à membrane 38 sont reliés à une unité de commande 40 propre au module de séparation 14. Cette unité de commande est formée par exemple par un automate programmable. Les sorties des deux colonnes d'adsorption 34,36 et du séparateur à membrane 38 sont reliées pour constituer une sortie unique 42 de production d'azote. Par ailleurs, un piquage est prévu sur le collecteur 24 pour fournir une sortie 44 de distribution d'air comprimé. Les moyens de commande 16 de l'installation comporte en plus des unités de commande 26,30 et 40 une unité centrale de pilotage 46 reliée par des moyens de transmission d'informations, tels qu'un bus de données, aux unités de commande 26,30 et 40 propres à chacun des modules de traitement 10,12 et 14. L'unité centrale de pilotage 46 est constituée par exemple par un micro-ordinateur. L'unité centrale de pilotage 46 est reliée à des capteurs de pression 48,50 qui sont prévus respectivement sur les sorties 42 et 44. L'unité centrale de pilotage 46 est adaptée pour déterminer, à partir des informations relevées par les capteurs 42,44, l'évolution de la pression P et de la dérivée AP/At de la pression par rapport au temps pour les deux sorties 42 et 44. En outre, l'unité centrale de pilotage 46 comporte un régulateur à lo- gique floue adapté pour commander, par mise en oeuvre d'un schéma décisionnel à logique floue, chacune des unités de traitement des différents modules 10, 12,14. A cet effet, des ordres de commande sont élaborés par l'unité centrale de pilotage 46 par application de la logique floue sur la base des mmes variables représentatives mesurées P et AP/At. Les couples de variables utilisés sont mesurés aux deux sorties de l'installation, et la logique floue prend donc en compte quatre variables. Les ordres de commande sont ensuite adressés aux unités de commande 26,30,40 propres à chaque module. Ces dernières commandent alors les appareils de traitement du module considéré en fonction des ordres de commande reçus. Le recours à la logique floue permet de réduire le nombre des variables mesurées puisque seules des variables mesurées en sortie sont utilisées pour commander tous les appareils, quelle que soit leur position dans l'installation. Cette réduction du nombre de variables permet une simplification des moyens de commande et de régulation. De plus, tous les appareils de l'installation sont commandés depuis la mme unité centrale de pilotage 46, mme si ceux-ci sont de natures différentes et réalisent des traitements distincts. Ainsi, il est possible d'optimiser le fonctionnement de l'installation en tenant compte des interactions entre les appareils des différents modules, et ce à partir des valeurs des seules variables mesurées en sortie. REVENDICATIONS 1.-Installation de production d'un flux de produit destiné à alimenter un dispositif consommateur, du type comportant, montés en série, plusieurs modules (10,12,14) adaptés pour effectuer des traitements élémentaires successifs et distincts pour la production du flux de produit, au moins deux modules (10, 14) de traitement élémentaire comportant chacun au moins deux appareils de traitement (18,20,22 ; 34,36,38) montés en parallèle, et adaptées chacun pour réaliser le mme traitement élémentaire, I'installation comportant en outre des moyens (16) de commande des différents appareils de traitement (18,20,22,34,36,38) en fonction du flux de produit souhaité en sortie de l'installation, caractérisée en ce que lesdits moyens de commande (16) comportent des capteurs (48,50) de mesure d'au moins deux variables (P, AP/At) représentatives du flux de produit, et un régulateur (46) å logique floue adapté pour commander, dans au moins deux modules de traitement (10,14) distincts, au moins deux appareils de traitement (18,20, 22,34,36,38) du mme module, à partir des mmes variables (P, AP/At) représentatives mesurées. 2.-Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de commande (16) comportent, pour chaque module de traitement (10,12,14), une unité de commande (26,30,40) propre à commander les seuls appareils de traitement du module considéré, et une unité centrale de pilotage (46) reliée auxdites unités de commande (26,30,40) et aux capteurs de mesure (48,50) pour la commande des appareils de traitement (18, 20,22,34,36,38) depuis leur unité de commande associée, à partir d'ordres de pilotage élaborés par l'unité centrale de pilotage (46) en fonction des variables représentatives mesurées, par application de la logique floue. 3.-Installation selon la revendication 1 ou 2, destinée au traitement des gaz, caractérisée en ce que les modules de traitement sont chacun adaptés au traitement des gaz, notamment l'air comprimé et l'azote, et sont disposés successivement sur une conduite (24,32,42) de transport du gaz à traiter. 4.-Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les capteurs (48, 50) sont disposés en sortie (42, 44) de l'installation. 5.-Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux sorties de production de flux de produits distincts, parmi lesquelles au moins deux sorties (42,44) sont équipées de capteurs (48,50) de mesure d'au moins deux variables représentatives du flux de produit associé, et en ce que le régulateur (46) à logique floue est adapté pour commander les appareils de traitement, à partir des variables repré- sentatives mesurées sur chaque sortie (42,44). 6.-Procédé de production d'un flux de produit destiné à alimenter un dispositif consommateur mettant en oeuvre, montés en série, plusieurs modules (10,12,14) adaptés pour effectuer des traitements élémentaires successifs et distincts pour la production du flux de produit, au moins deux modules de traitement élémentaire (10,14) comportant au moins deux appareils de traitement (18,20,22 ; 34,36,38) montés en parallèle, et adaptés chacun pour réaliser le mme traitement élémentaire, dans lequel les différents appareils de traitement (18,20,22 ; 34,36,38) sont commandés en fonction du flux de produit souhaité, caractérisé en ce que, pour la commande des appareils de traitement, il comporte les étapes suivantes : -mesurer au moins deux variables (P, AP/At) représentatives du flux de produit, et -mettre en oeuvre un régulateur (46) à logique floue qui commande, dans au moins deux modules de traitement (10,14) distincts, au moins deux appareils de traitement (18,20,22 ; 34,36,38) du mme module, à partir des mmes variables (P, AP/At) représentatives mesurées.