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Whitepaper: PLC vs. contrôleur de température

maandag 2 september 2019

Cinq raisons d'utiliser un contrôleur de température au lieu d'un PLC (ou API)

Pour le contrôle de processus, les automates programmables (PLC) et les régulateurs de température peuvent fournir des fonctions similaires pendant la production, assurant une qualité constante et minimisant les erreurs de l'opérateur. Depuis le XVIIe siècle, les équipements de contrôle des procédés existent sous diverses formes, telles que les régulateurs de température dans les fours et, plus tard, aux XVIIIe et XIXe siècles, les régulateurs centrifuges sur les machines à vapeur, les vannes de chaudière et autres systèmes mécaniques.

Au XXe siècle, en raison de l'automatisation industrielle accrue, De plus en plus d'automates programmables ont vu le jour, surtout depuis les années 1970. Auparavant, les mêmes fonctions étaient assurées par une combinaison de composants mécaniques dont l'installation et la réparation étaient coûteuses. De plus, il était compliqué et laborieux d'apporter des modifications à l'usine ou à la production (p. ex. lors du renouvellement d'une chaîne de production).

Malgré de nombreuses similitudes dans les fonctionnalités prévues entre les PLC et les régulateurs de température, il existe des différences importantes dans la mise en service, la programmation et les applications. Ces différences mènent souvent à la conclusion qu'un régulateur de température est une solution plus efficace et pratique qu'un PLC. 

1. Coût

Comme les automates programmables sont conçus pour contrôler plusieurs tâches et peuvent être utilisés sur une grande variété de machines, ils sont généralement plus coûteux. Parce qu'ils sont conçus pour contrôler un large éventail d'applications, dans de nombreux cas, un automate programmable serait trop étendu pour un simple contrôle de température. Il en résulte des coûts élevés pour des fonctionnalités et des capacités qui ne sont tout simplement pas pertinentes pour de nombreux processus. Parce que les régulateurs de température doivent effectuer une tâche plus spécifique, ils sont souvent moins chers à l'achat et à l'installation.

Les régulateurs de température contiennent une gamme de fonctions conçues spécifiquement pour les applications de température et de process, ajoutant de la valeur pour une régulation plus efficace.

2. Mise en service

Les automates programmables sont destinés à des applications avec des tâches et des fonctions multiples. Ils nécessitent des compétences spécialisées en programmation et un investissement en temps considérable pour développer une solution qui réponde aux exigences de l'application. Un régulateur de température peut être installé, mis en service et optimisé relativement rapidement (dans le cas des régulateurs PID) avec une expérience minimale. 

La plupart des régulateurs de température sont disponibles en montage panneau, ce qui signifie qu'ils sont montés à l'avant de la machine avec un écran visible pour une configuration facile. Souvent, il suffit de quelques minutes à une personne possédant des connaissances techniques de base pour effectuer les réglages. En raison de la complexité des automates programmables, cela n'est pas possible dans de nombreux cas. Ils sont généralement montés dans un rack à l'arrière du panneau et n'ont pas leur propre écran, mais un HMI séparée (qui doit également être programmé). 

3. Fonctionnalité 

Les régulateurs de température sont spécialement conçus pour contrôler les processus industriels et ont donc des fonctions, des sorties et des options de contrôle directement liées à ces processus. Par exemple, des algorithmes spécifiques conçus pour les applications de commande de vannes motorisées. Les PLC peuvent avoir des fonctions de contrôle de température limitées. Cela permet aux automates programmables d'effectuer des tâches de contrôle de la température de base, mais ils n'y excellent pas.

De plus, en raison de l'utilisation de signaux analogiques, le contrôle de la température peut être très stressant pour le microprocesseur. Un régulateur de température est conçu pour répondre à ces exigences, mais on ne sait pas si un automate programmable peut répondre aux exigences spécifiques du procédé tant que le système n'a pas été testé. Un automate non conforme réagit lentement aux changements de processus, ce qui peut entraîner des dépassements et des retards. Cela nuit à la qualité du produit.

4. Valeurs process

Les régulateurs de température montés sur panneau sont disponibles en différentes tailles et fonctionnalités. L'afficheur permet de visualiser d'un seul coup d'œil l'état du processus, ainsi que les avertissements ou les alarmes qui nécessitent l'attention de l'opérateur.

La plupart des automates ne sont pas équipés d'un afficheur et nécessitent donc l'installation séparée d'un HMI séparé. Le HMI peut afficher les informations de processus nécessaires, mais il affiche également les données relatives aux autres tâches de l'automate. Cela signifie que les régulateurs de température montés sur panneau offrent un avantage clair en n'affichant que les informations de process pertinentes et que les réglages peuvent être effectués facilement.

De nombreux régulateurs de température permettent également l'enregistrement de données qui peuvent être utilisées pour évaluer les changements de processus et identifier les problèmes potentiels.

5. Précision

Les régulateurs de température font partie d'une boucle de régulation fermée qui compare la valeur réelle mesurée à la valeur souhaitée et règle automatiquement l'énergie nécessaire. La plupart des régulateurs disposent d'un algorithme PID qui peut être réglé automatiquement et donc rapidement. Cela permet au régulateur de fixer la valeur réelle à la valeur de consigne sans trop d'écarts. En particulier en cas de modifications ou d'interruptions imprévues du processus, par ex. lors de l'ouverture d'une porte de four, le régulateur doit continuer à bien réagir. Ceci est essentiel pour assurer une qualité élevée et constante du produit et donc de diminuer le risque de production d'un mauvais batch.

Les automates programmables ont une fonctionnalité PID, mais contrairement aux régulateurs de température, ils sont souvent limités ou nécessitent un réglage manuel par un technicien. Cela augmente le temps nécessaire pour programmer l'automate et stabiliser le processus, augmentant ainsi le risque d'erreurs. Les exigences du processeur en matière de contrôle de température peuvent être élevées et difficiles à satisfaire. Dans le cas d'un automate programmable, cela peut entraîner un temps de réponse plus long pour traiter des changements et une précision inférieure à celle qui serait obtenue avec un régulateur de température séparé.

Les régulateurs de température présentent plusieurs avantages par rapport aux PLC pour la régulation process. Ils sont plus rapides à installer et à paramétrer, plus rapides et plus faciles à mettre en service, ont des fonctions standards de contrôle de température car ils sont spécialement conçus à cet effet et sont capables de répondre aux exigences très élevées de la gestion des processus. Lorsqu'un système nécessite une automatisation qu'un régulateur de température ne peut pas gérer, un automate programmable est la solution logique. Il est plus sage de prévoir des régulateurs de température en tant que sous-partie d'un système pour soulager le PLC. Cette combinaison permet d'utiliser les fonctions de régulation spécifiques du régulateur de température et de réduire la charge sur le PLC, garantissant ainsi la qualité du produit et du processus.

Isotron Systems possède de nombreuses années d'expérience dans l'application des régulateurs de température. N'hésitez pas à nous contacter, nous serons heureux de réfléchir avec vous à la meilleure solution pour votre application.

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