Fonction : convertissez les quantités physiques de pression de gaz, de liquide et de vapeur en signaux électriques standard de 4 à 20 mA et transmettez-les au système DCS pour la surveillance et le contrôle. Le transmetteur de pression différentielle est également utilisé avec des dispositifs d'étranglement pour mesurer le débit et le niveau de liquide.
Conseils sur la position d'installation
Lors de la mesure de la pression du liquide : le port de pression doit être placé sur le côté du pipeline (en évitant les sédiments du fond) et le transmetteur doit être installé à côté ou en dessous du port de pression pour permettre aux bulles de s'écouler dans le pipeline.
Lors de la mesure de la pression du gaz : le port de pression doit être placé en haut du pipeline et le transmetteur doit être installé sur la partie supérieure du pipeline pour permettre au liquide accumulé de refluer dans le pipeline.
Lors de la mesure de fluides à haute température tels que la vapeur : un coude de condenseur (bobine) doit être ajouté pour le refroidissement, et le transmetteur ne doit pas être directement exposé à un fluide surchauffé.
Essayez d'éviter tout contact direct du transmetteur avec des fluides corrosifs et gardez le tuyau de pression aussi court que possible pour éviter le dépôt de sédiments.
2. Instruments de mesure de la température (thermocouple/thermorésistance)
Fonction : les thermocouples et les thermorésistances sont les éléments de mesure de température les plus couramment utilisés dans les usines chimiques. Les thermocouples mesurent les températures élevées (au-dessus de 200°C), tandis que les thermorésistances mesurent les températures moyennes et basses (en dessous de 200°C). Les thermocouples fonctionnent sur la base de l'effet thermoélectrique, tandis que les thermorésistances utilisent la caractéristique selon laquelle la résistance des conducteurs change avec la température.
Conseils sur la position d'installation
L'extrémité de mesure doit être insérée au centre du pipeline pour représenter la température réelle du fluide. Pour une canalisation de 200 mm de diamètre, la profondeur d'insertion doit être d'environ 100 mm.
Évitez les positions avec un échange thermique insuffisant telles que les vannes, les coudes et les coins morts pour garantir une mesure précise de la température.
Le trou de sortie de la boîte de jonction doit être installé vers le bas pour empêcher la vapeur d'eau et la poussière de pénétrer et de provoquer un court-circuit.
Lorsque la profondeur d'insertion dépasse 1 mètre, il doit être installé verticalement ou avec un cadre de support.
3. Débitmètres (débitmètre électromagnétique/débitmètre Vortex/débitmètre massique)
Fonction : Mesurer le débit de liquides, de gaz ou de vapeur dans les canalisations.
Les trois types les plus courants dans les usines chimiques :
Débitmètre électromagnétique – Convient aux liquides conducteurs (eau, acides, bases, etc.), avec une grande précision et sans perte de pression.
Exigences d'installation : doit être installé horizontalement pour garantir un tuyau plein (mesure imprécise si le tuyau n'est pas plein) ; la section du tuyau droit en amont doit être ≥ 5D et celle en aval ≥ 3D.
Débitmètre Vortex - Convient aux gaz, à la vapeur et aux liquides à faible viscosité.
Exigences d'installation : peut être installé horizontalement ou verticalement ; pour une installation verticale, le fluide doit s'écouler de bas en haut ; les exigences de section de tuyau droit sont les plus strictes, avec l'amont ≥ 15D et l'aval ≥ 5D.
Débitmètre massique Coriolis - Mesure directement le débit massique, avec la plus grande précision, adapté aux règlements commerciaux et aux fluides à haute viscosité.
Exigences d'installation : L'exigence de section de tuyau droit est relativement faible, mais les interférences de vibrations doivent être évitées ; l'emplacement d'installation doit être éloigné des pompes et des équipements de haute puissance.
4. Jauges de niveau (jauge de niveau à volet magnétique/jauge de niveau radar)
Fonction : mesure la hauteur du niveau de liquide dans les réservoirs, les réacteurs, etc., et constitue l'un des instruments les plus importants dans la zone des réservoirs.
Jauge de niveau à rabat magnétique : utilise des principes magnétiques pour faire basculer le rabat et afficher le niveau de liquide, ce qui est intuitif et adapté à l'inspection quotidienne.
Exigences d'installation : Le type monté sur le côté est relié à la paroi latérale du réservoir par une bride ; doit être installé verticalement (déviation ≤ 30°) ; lors de l'installation, il ne doit y avoir aucune limaille de fer ni laitier de soudure dans le cylindre pour éviter de coincer le flotteur ; éviter les fortes interférences de champ magnétique.
Jauge de niveau radar – Mesure sans contact, adaptée aux fluides à haute température, haute pression et corrosifs.
Exigences d'installation : évitez les zones où les niveaux de liquide fluctuent, telles que les ports d'alimentation et les agitateurs ; l'antenne (cornet) doit être maintenue propre, sans taches d'huile ni couverture cristalline ; assurez-vous que le faisceau radar peut atteindre la surface du liquide sans obstruction.
5. Instruments d'analyse en ligne (pH-mètre/analyseur d'oxygène/chromatographe, etc.)
Fonction : Mesurez la composition, le contenu et les propriétés physiques des matériaux, telles que la valeur du pH, la teneur en oxygène, l'humidité, la concentration des composants, etc. Il s'agit d'une base clé pour une « régulation fine » dans le contrôle des processus.
Conseils sur la position d'installation
pH-mètre : la sonde doit être insérée dans le pipeline ou dans la paroi latérale du récipient, et le milieu doit être entièrement immergé dans l'électrode pour éviter les bulles d'air et la contamination par l'huile ; il doit être nettoyé et calibré régulièrement.
Analyseur d'oxygène : le point d'échantillonnage est sélectionné à une position où le flux de gaz est stable et représentatif, en évitant les zones mortes et l'eau de condensation.
Chromatographe : Généralement installé dans la cabine d'analyse, les échantillons sont introduits par la canalisation de prélèvement. Le système de prétraitement des échantillons est la clé de l'installation et du débogage.
II. Actionneurs (les « doigts » pour réaliser un contrôle automatique)
6. Vanne de régulation + positionneur de vanne
Fonction : La vanne de régulation est le « dernier maillon » pour la mise en œuvre des instructions de régulation. Il régule des paramètres tels que le débit et la pression en modifiant l'ouverture de la vanne. Le positionneur de vanne est un accessoire de la vanne de régulation, convertissant le signal 4-20 mA du DCS en un signal de pression d'air pour pousser la vanne dans la position précise.
Conseils sur la position d'installation
En principe, la vanne de régulation doit être installée verticalement sur une canalisation horizontale. Dans les cas particuliers où il doit être installé horizontalement ou en biais, un siège de support doit être ajouté pour éviter que les vibrations ne provoquent un blocage.
Le positionneur de vanne est installé sur le support de vanne de régulation et connecté à la tige de vanne via une tige de rétroaction.
La position d'installation doit être pratique pour l'inspection et l'entretien quotidiens. Le gazoduc doit être propre et sec.
III. Instruments de conversion de signal et de communication
7. Barrière de sécurité
Fonction : Installé entre la salle de contrôle et les instruments de terrain, il limite l'énergie (tension et courant limités) pour empêcher toute énergie dangereuse de pénétrer sur le terrain et d'enflammer des gaz inflammables. Composant central du système antidéflagrant à sécurité intrinsèque, les types courants comprennent les barrières de sécurité Zener et les barrières de sécurité isolées.
Position d'installation : installé dans l'armoire DCS ou l'armoire du tableau de bord de la salle de contrôle. Il ne doit pas être installé dans la zone dangereuse du site. Le côté intrinsèquement sûr de la barrière de sécurité est connecté à l'instrument de terrain et le côté non intrinsèquement sûr est connecté au système de contrôle. La mise à la terre doit être fiable.
8. Carte E/S et module de communication
Fonction : Les « terminaisons nerveuses » du système DCS, collectant les signaux 4-20 mA provenant des transmetteurs de terrain, des commutateurs et des signaux de contact, et émettant des instructions de contrôle vers les vannes de contrôle et autres actionneurs.
Position d'installation : installé dans l'armoire du système DCS de la salle de contrôle. Différents types de signaux (entrée analogique AI/sortie analogique AO/entrée numérique DI/sortie numérique DO) ont leurs propres types de cartes dédiées. Lors de l'installation, veillez à éviter l'électricité statique et confirmez le type de signal et la méthode d'alimentation du circuit avant le câblage.
IV. Instruments de sécurité (dispositifs pour sauver des vies dans les moments critiques)
9. Alarme de gaz combustible/toxique
Fonction : Surveille en permanence la concentration de gaz combustibles ou de gaz toxiques dans l'air du site. Lorsque le seuil défini est dépassé, il émet des alarmes sonores et visuelles, constituant la première ligne de défense pour la sécurité du personnel.
Conseils de position d'installation (les nouveaux arrivants doivent s'en souvenir)
Gaz plus légers que l'air (tels que l'hydrogène, le méthane) : La sonde doit être installée au-dessus de la source de fuite, à environ 30 à 60 cm du plafond.
Gaz plus lourds que l'air (tels que le gaz de pétrole liquéfié, le sulfure d'hydrogène) : La sonde doit être installée sous la source de fuite, à environ 30 à 60 cm du sol.
Installer à moins de 1 à 3 mètres des sources de fuite potentielles (brides, vannes, joints de pompe, etc.).
Évitez d'installer dans des bouches de ventilation, des sorties d'échappement de vapeur, etc. où le flux d'air est turbulent.
Calibrez régulièrement avec du gaz standard et ne « le laissez pas allumé et oubliez-le ».
V. Instruments auxiliaires et spéciaux
10. Sonde de vibration/déplacement (surveillance de l'état de l'unité)
Fonction : Surveille les vibrations de l'arbre, le déplacement de l'arbre et la température des roulements des grandes machines rotatives telles que les compresseurs, les turbines et les pompes, fournissant des alertes précoces en cas de panne mécanique et empêchant les accidents de « destruction de machine ».
Conseils sur la position d'installation
Sonde électrocinétique installée près du roulement, alignée avec la surface du roulement, et la tension d'écartement doit être strictement ajustée conformément au manuel.
Préamplificateur et moniteur installés dans la salle de contrôle ou dans le boîtier de câblage sur site, avec des câbles blindés dédiés pour le câble de signal.
| numéro de série | nom de l'instrument | fonction principale | Emplacement d'installation typique |
| 1 | Transmetteur de pression/pression différentielle | Pression → signal 4-20 mA | A proximité du port de pression (distinction liquide/gaz : haut/bas) |
| 2 | Thermocouple/Thermorésistance | Mesure de température | Au centre du pipeline, en évitant les coudes et les coins morts |
| 3 | Débitmètre | Mesure de débit | Sur la section droite, assurer une conduite pleine (électromagnétique) ou une section droite suffisante (écoulement turbulent) |
| 4 | Jauge de niveau | Mesure du niveau de liquide | Monté sur le côté ou sur le dessus du réservoir, évitant les ports d'entrée et de sortie |
| 5 | Analyseur en ligne | Mesure des composants/contenus | Insertion au point de prélèvement ou dans le pipeline |
| 6 | Vanne + Positionneur | Régulation automatique du débit/pression | Installé verticalement sur le pipeline horizontal |
| 7 | Barrière de sécurité | Isolation de sécurité antidéflagrante | À l'intérieur de l'armoire de la salle de contrôle |
| 8 | Carte E/S | Acquisition/sortie de signaux | Dans l'armoire du système DCS |
| 9 | Alarme gaz | Surveillance des gaz inflammables/toxiques | Près de la source de fuite, déterminez le niveau haut/bas en fonction de la densité du gaz. |
| 10 | Sonde de vibration/déplacement | Surveillance de l'état des grandes unités | Près du roulement, pour la surface de l'arbre |
Commencez par examiner le diagramme P&ID : avant d'entrer sur le site, comparez l'organigramme du pipeline et des instruments (P&ID) avec la situation réelle : où chaque instrument est installé, quel est le numéro de position et quels paramètres il mesure. Avec ce schéma en main, vous ne vous perdrez pas.
La sécurité avant tout : le site de l'usine chimique peut être soumis à une pression et une température élevées ainsi qu'à des fluides inflammables et explosifs. Sans autorisation, ne faites fonctionner ni démontez aucun instrument. Avant d'entrer sur le site, vous devez suivre une formation de sécurité et faire vérifier votre alarme gaz.
Avant d'installer les instruments, les canalisations de processus doivent être nettoyées par soufflage pour empêcher les substances magnétiques ferreuses d'adhérer et d'affecter les performances de l'instrument ou même d'endommager l'instrument.
Ces 10 types d’instruments ne sont qu’un point de départ. Les professionnels des instruments doivent accumuler de l’expérience sur une longue période. Suivez plus souvent les travailleurs seniors sur le site, posez plus de questions et souvenez-vous de plus de choses pour grandir et se développer progressivement.
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