REGULATION PAR PID ANALOGIQUE ET CORRECTEUR RST APPLIQUE DANS LA DISTILLATION D’HUILES ESSENTIELLES

INTRODUCTION

La régulation automatique, actuellement rebaptisée «automatique» est noyée dans les techniques modernes de commande robotique, productique etc…, en raison surtout à l’apparition de l’électronique, puis vers les années 60 du microprocesseurs et donc de l’informatique. Mais il est utile de souligner que les vieilles techniques de régulation classiques restent encore très utilisées dans l’industrie et elles ont encore de beaux jours devant elles car, la théorie en automatique avance bien plus vite que l’application et cela, parce que les moyens informatiques sont plus performants que la connaissance du système à traiter c’est à dire le modèle. Par ailleurs, l’exploitation et l’extraction des éléments volatils des végétaux dans le domaine de distillation des huiles essentielles ne cessent de progresser, d’où les recherches dans ce domaine s’orientent à l’automatisation du processus, en vu d’améliorer la qualité et la quantité de la production. Le but de cette étude est d’avoir une bonne régulation d’un système de chauffage de distillation d’huiles essentielles. C’est ainsi qu’on a choisi comme titre de ce mémoire : « Correcteur RST : appliqué dans la distillation d’huiles essentielles ». Ce mémoire comprend alors quatre chapitres, dont le premier chapitre résume les généralités, le second cite les différents types de correcteurs, le troisième illustre les notions sur la distillation d’huiles essentielles, et enfin le quatrième englobe la modélisation et la simulation de notre système.

Effet de l’action dérivée

– Effet statique : L’action dérivée n’intervient que sur la dérivée de l’erreur. En régime permanent, le correcteur à action dérivée n’a aucun effet puisque l’erreur est constante.
– Effet dynamique : L’intérêt principal de la correction dérivée est son effet stabilisant, elle s’oppose aux grandes variations de l’erreur donc aux oscillations, elle permet ainsi de stabiliser le système et d’améliorer son temps de réponse. Dans l’industrie, l’action dérivée n’est jamais utilisée seule mais toujours associée aux autres actions. On recommande de l’utiliser pour le réglage des paramètres lents tels que la température. Par contre, en présence des paramètres bruités, l’action dérivée est déconseillée. En effet, un signal bruité, assimilé à une fonction sinusoïdale ayant par exemple la fréquence du réseau (50 Hz) sera amplifié en le dérivant. x(t) = 0.1.sin(2π .50t) ⇒ x ‘(t) = 10π .cos(2π .50t)

Caractéristiques d’une distillation continue

Dans cette opération, le mélange liquide à séparer est alimenté en permanence dans la colonne. Le produit le plus volatil est extrait continuellement en tête de colonne (distillat) alors que le produit le moins volatil est éliminé en permanence en pied de colonne (résidu). L’installation se présente sous la forme d’une colonne munie d’un rebouilleur à la base (échangeur thermique de faible contenance) et d’un condenseur en tête. L’alimentation, généralement préchauffée, se fait à un niveau déterminé, de façon à ne pas modifier l’équilibre de la colonne. La chaleur est fournie par le rebouilleur par l’intermédiaire d’une source énergétique. Le rebouilleur permet d’agir sur le débit de vapeur du mélange qui traverse la colonne avant d’être condensé en tête. Le liquide obtenu, après condensation des vapeurs, est composé de :
• Distillat : formé essentiellement des constituants les plus volatils que l’on recueille en recette.
• Reflux : fraction de distillat qui retourne dans la colonne pour redescendre vers le bouilleur.
Ce phénomène se produit à chaque niveau de la colonne et ainsi, les échanges successifs entre les deux phases conduisent à un enrichissement de la vapeur en haut de colonne en constituants « légers » et à un enrichissement de liquide en bas de la colonne en constituants « lourds ».

CONCLUSION

Un asservissement appelé aussi : système asservi est un système de commande qui, à une valeur d’entrée donnée (constante ou variable), fera correspondre une sortie qui suit la grandeur d’entrée. Il a pour but d’annuler en permanence l’écart ( ε ) de façon à ce que l’entrée suive la sortie. Si la grandeur de sortie varie ou le système est soumis à des perturbations, le système réagit et corrige de lui-même la grandeur de sortie. Dans les domaines de régulation, on peut distinguer deux méthodes de régulation : régulation analogique et régulation numérique. Si le cahier des charges reste invariant, il vaut mieux utiliser la régulation analogique, si non la régulation numérique est plus avantageux. Notre système de chauffage de distillation d’huiles essentielles est d’ordre 3, donc possédant un mode vibratoire, alors l’utilisation d’un correcteur numérique du type RST est très intéressante. Car il peut assurer et maintenir des performances optimales de régulation, en particulier la régulation de la temperature. Par ce travail, on espère donner des indications utiles pour ceux qui auront besoin de developper l’installation de distillation qui a plusieurs paramètres à régler. Plusieurs extensions sont possibles comme évaluation du coût de la mise en œuvre du système.

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITES
I.1 Introduction
a) Notion de commande
b) Schéma fonctionnel d’un système asservi
c) Quelques définitions
I.2 Performances d’un système asservi
a) Stabilité
b) Précision
c) Précision dynamique ou rapidité
I.3 Méthodes d’identification des processus
a) Introduction
b) Méthode de Strejc
c) Méthode de Broïda
d) Méthode des moindres carrés
CHAPITRE II : DIFFERENTS TYPES DES CORRECTEURS
II.1 Introduction
II.2 Principaux régulateurs : Actions correctives élémentaires
a) Action proportionnelle
b) Action intégrale
c) Action dérivée
II.3 Correcteurs analogiques
a) Correcteur à action Proportionnelle et Intégrale
b) Correcteur à action Proportionnelle et Dérivée
c) Correcteur à action proportionnelle intégrale et dérivée (PID)
II.4 Le correcteur RST
a) Intérêt de la régulation RST
b) Synthèse par RST
c) Algorithme de régulation RST
d) Rejet de Perturbation par RST
CHAPITRE III : NOTIONS SUR LA DISTILLATION D’HUILES ESSENTIELLES ET CONCEPTION DU SYSTEME
III.1 Introduction
III.2 Caractéristiques d’une distillation
a) Caractéristiques d’une distillation continue
b) Caractéristiques d’une distillation discontinue
III.3 Méthode de distillation
a) Distillation à l’eau
b) Distillation à l’eau et à la vapeur
c) Distillation à la vapeur d’eau
d) Conclusion
III.4 Conception du système
a) Introduction
b) Description du système
CHAPITRE IV : MODELISATION ET SIMULATION DU SYSTEME
IV.1 Modélisation du système
a) Identification du système de chauffage
b) Calcul de la fonction de transfert
IV.2 Etude analogique du système
a) Performances du système
b) Correction du système
IV.3 Régulation du système avec RST
a) Evaluation des polynômes R(z), S(z), T(z)
b) Critère de JURY: Evaluation des coéfficients a et b
IV.4 Simulation
a) Comparaison entre le système analogique non corrigé et corrigé
b) Comparaison entre le système analogique corrigé et le système avec un correcteur RST
c) Interprétation
CONCLUSION
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIES