EP2436925A1 - Procédé, dispositif et moyen d'entraînement de pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif - Google Patents

Procédé, dispositif et moyen d'entraînement de pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif Download PDF

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EP2436925A1
EP2436925A1 EP11183217A EP11183217A EP2436925A1 EP 2436925 A1 EP2436925 A1 EP 2436925A1 EP 11183217 A EP11183217 A EP 11183217A EP 11183217 A EP11183217 A EP 11183217A EP 2436925 A1 EP2436925 A1 EP 2436925A1
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movement
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a drive means mechanically connected to a double-acting linear reciprocating pump.
  • the invention also relates to a device for controlling a drive means mechanically connected to a double-acting linear reciprocating pump.
  • the invention finally relates to a drive means mechanically connected to a double-acting pump with linear reciprocating movement.
  • Liquid pumps or pasty products with linear reciprocating movement mechanically connected to electric motor control systems are known. Such a linear pump is driven over a predetermined stroke, after which the direction of movement is reversed, and is driven in the opposite direction on the same predetermined stroke.
  • the displacement of the piston of the pump can be reversed from one direction of expulsion of the component to a direction of aspiration and expulsion of the component and vice versa.
  • the pump circuit includes a suction valve and a discharge valve associated with the pump.
  • Electric drive systems for linear reciprocating pump motors having electric controls for regulating the motor drive speed as a function of the pressure or the flow of liquid or pasty product, with electrical means of breaking are known. to disconnect the electrical energy from the engine when encountering conditions of blocked pressure.
  • the inversion effect is, however, amplified by the inertia of an electric motor drive device mechanically connected to a reciprocating AC double-acting pump, generating a longer pressure drop and a higher pressure peak. elevated during inversion.
  • a first object of the invention is to improve the known state of the art, by proposing a new method for controlling a drive means mechanically connected to a double-acting linear reciprocating pump.
  • a second object of the invention is to propose a new device for controlling a drive means mechanically connected to a double-acting linear reciprocating pump.
  • a third object of the invention is to propose a new drive means mechanically connected to a double-acting linear reciprocating pump.
  • the invention also relates to a device for controlling a drive means mechanically connected to a double-acting linear reciprocating pump, comprising means for using a speed-controlled control during the rise or fall phases. of the piston, means for using to control a torque control immediately after the reversal of direction of movement, means for measuring a physical parameter representative of a torque value or for recording the torque during the phases of climb or descending the piston, and means for accelerating the drive means after reversing the direction of movement.
  • the means for measuring a physical parameter representative of a torque value comprise a liquid pressure sensor or pasty product output by the double-acting pump and reciprocating linear motion.
  • the invention finally relates to a drive means mechanically connected to a reciprocating linear motion double-acting pump comprising a geared motor with encoder connected to a mechanical transmission means coupled to a double-acting linear reciprocating pump, and a liquid pressure sensor or pasty product dispensed by the double-acting linear reciprocating pump.
  • a method of controlling a drive means mechanically connected to a reciprocating AC double action pump includes steps 100 to 119 and 201 to 203.
  • step 100 the method begins with a step of starting an operating cycle.
  • step 101 the method continues with a step 102 of acquisition of a flow rate reference value entered by an operator in a man / machine interface and converted into an absolute speed reference to regulate in speed regulation the phases of moving in one direction of an electric drive motor.
  • step 102 the rotation of the electric motor is carried out in one-way speed regulation, by being converted into linear displacement, for example in piston downward displacement of a double-acting pump mechanically connected to the electric motor.
  • step 102 the torque of the electric motor is recorded in a masked step 202 in a man / machine interface or other storage means.
  • step 103 a test is performed to detect the approach of a low position or a travel end position.
  • the method loops in step 102 after verification in step 118 of maintaining the flow or speed setpoint.
  • step 118 If a change of flow or speed setpoint is detected in step 118, this new flow rate or speed set point is acquired and an adaptation of the corresponding torque is performed in step 119 by a control controller of the electric motor. The process then loops with these new setpoint and torque values in step 102.
  • step 104 is carried out at a step of decelerating the rotation of the electric motor, then at step 105 at a reversal of the direction of rotation of the motor. corresponding to a reversal of the direction of linear movement of the double-acting linear reciprocating pump.
  • step 106 immediately after the inversion of the direction of movement of the pump and the rotation of the electric motor, acceleration is effected by torque regulation to compensate for the pressure drop of the liquid or pasty product produced by the inversion. meaningless.
  • This reversing torque control thus makes it possible to obtain a constant flow rate and to perform a better recompression, for example in the upward movement of the piston of the double-acting pump mechanically connected to the electric motor.
  • the torque regulation is performed in a closed loop, advantageously using as a return parameter the pressure of the liquid or pasty product, because a correlation between the engine torque and the pressure of the liquid or of the pasty product discharged makes it possible to use the pressure of the liquid. or pasty product produced as a physical parameter representative of the engine torque.
  • step 108 when the pressure at the outlet of the pump becomes equal to or greater than the pressure measured during the one-way movement of the preceding step, or when the engine torque exceeds the measured torque in the displacement in a only one direction in a step 203 of moving the previous cycle in a single direction, for example upward movement, we go to step 109 and switch to speed control.
  • step 108 loops in step 107 until the corresponding value (s) are reached.
  • step 109 the displacement of the pump is effected in a single direction of movement, for example upward movement, until a high position or end position is detected in step 110.
  • step 110 the method is looped at step 109 through a test phase 116 for changing the liquid or pasty product flow set point value. , and possibly by a step 117 of acquisition of a new setpoint converted into engine speed with adaptation of the corresponding torque.
  • step 110 When this high position or end position is not detected in step 110, the process continues in step 111 decelerating and stopping the engine.
  • step 112 by a reversal of direction, passing immediately after reversing torque regulation of the engine, and at step 113 by an acceleration of compensation of the pressure drop in engine torque regulation .
  • step 114 the torque regulation is performed using the recorded command during the one-way movement during a previous step 202 of moving the previous cycle in one direction, for example in descent travel, this instruction can be a direct value of motor torque or a motor torque value obtained by transformation of a representative physical parameter such as the pressure of liquid or pasty product delivered by the pump.
  • a test is performed in step 115 to detect the exceeding of the value of engine torque relative to the value recorded during a previous step 202 of moving the previous cycle in one direction, for example in descent travel.
  • step 102 the process loops to step 102, to start a new cycle.
  • the recording steps 202 and 203 make it possible to memorize the rising torque or descent torque values, while checking whether their variations from one cycle to the next are abnormal.
  • the step 201 performed by the operator and the steps 202 and 203 that can be consulted by the operator take place on a man / machine interface forming part of a device according to the invention for implementing a method according to the invention. 'invention.
  • the representative cycle of a method according to the invention can be stopped at any time by action of the operator.
  • the speed regulations are effective, as soon as the operator enters the flow setpoint on the man / machine interface, converted to an absolute speed reference at a step 101.
  • Accelerations and decelerations can be set within certain safety limits by the operator directly on the man / machine interface.
  • the invention it is possible to reduce the pressure pulsations generated by the reversal of direction by using a single pressure sensor to adapt the engine torque by performing acceleration and deceleration directly after the reversal of direction, to compensate for the pressure pulsations and to obtain a flow of liquid or pasty product substantially constant.
  • the direct correlation between engine torque and measured pressure provides a constant product throughput in a wide range of products and flow rates.
  • the invention thus makes it possible to obtain a "self-adaptive" process, which makes it possible to adapt to changes in matter, viscosity, temperature, and changes in rhythm, frequency, flow rate and other physical parameters or mechanical.
  • the timing diagram corresponds to a cycle beginning with a time interval d 1 , continuing with a time interval d 2 , then with a time interval d 3 , then with a time interval d 4 , and finally with a time interval d 5 corresponding to the beginning of the time interval d 1 of a following cycle.
  • the time interval d 1 corresponds to the discharge of the product in the direction of descent and the operating steps 102 and 103, during which the drive motor is controlled in speed regulation.
  • the time interval d 2 corresponds to a torque control command and to steps 106 and 107 of the method described with reference to FIG. figure 1 .
  • the time interval d 3 corresponds to a displacement in the opposite direction, of the rise, that is to say the feeding and the delivery of liquid or pasty product and the steps 108 and 109 corresponding to a control in regulation of speed.
  • the time interval d 4 corresponds to a deceleration, a stop of the motor with a reversal of direction, and a control in torque regulation, during the steps 111 to 114 of the method described with reference to the figure 1 .
  • the time interval corresponds to the operation of steps 102 and 103 of a next cycle of the method described with reference to figure 1 .
  • the torque variations of the drive motor allow the compensation of the pressure pulsations due to the reversal of the direction of movement of the double-acting pump and thus make it possible to obtain a substantially constant flow, the negligible variations, if any, are not perceptible in the tests carried out.
  • the use of the pressure of liquid or pasty product as a physical parameter representative of a torque value is particularly advantageous by simplifying the control devices according to the invention and by allowing a continuous real-time control of the liquid or pasty product. delivered by the double-acting pump and reciprocating linear movement driven by the drive means controlled by the invention.
  • a single liquid or pasty product pressure sensor delivered by the pump permanently controls the correlation between the torque of the electric motor and the value of the liquid pressure or pasty product produced.
  • a functional diagram of a device according to the invention comprises a drive means included in a device shown schematically by the frame (1) in broken lines, a pump (2) connected to a tray (3) of product by a pipe and an extrusion gun (4) connected by a pipe (5) to the pump (2).
  • the pump (2) is driven mechanically by a motor or geared motor (10), via a ball screw, a roller screw or any other transmission means adapted to transform a rotary movement into a movement linear.
  • the motor or geared motor (10) preferably incorporates an encoder (11) defining at each instant the position of the rotor of the electric motor, and thus making it possible to program the running cycles in a direction, in another direction or reversal of direction or else stopping the operation of the electric motor and consequently of the pump (2) with double effect with linear reciprocating displacement.
  • the encoder (11) transmits to a controller (12) the information relating to the engine (10), so as to control the operation during all the steps of a method according to the invention.
  • the controller (12) is connected to a man / machine interface (13) for assigning start and stop commands of the operating cycles, transmitting instructions and parameters defined by an operator and recording or memorizing the information relating to the operation of the engine, in particular to record the torque of the electric motor (10) during cycle operations.
  • the electric motor (10) is preferably connected to the controller (12) for transmitting information relating to speed, torque, intensity, and other operating variables of the motor.
  • a sensor (14) for pressure of the liquid or pasty product discharged by the pump (2) is advantageously connected to the controller (12) for permanently applying the correlation between the torque of the electric motor (10) and the value of the liquid pressure. or pasty product debited.
  • the piston of the pump (2) moves in a linear movement produced by the mechanical transmission means, for pumping the liquid or pasty product from the tank (3) to the extrusion gun (4).
  • the operator can enter and monitor permanently on the screen of the man / machine interface (13) the operating cycle start and stop commands, the instructions and the parameters. predefined or integrated into the operating cycles, while checking the correct motor operation and visualizing the type of control: speed regulation, or torque control, performed instantly by the controller (12).
  • This controller (12) carries out the round-trip cycle of the piston of the double-acting pump according to the rotational movements of the engine.
  • the controller (12) is programmed to perform speed control during the one-way linear movement phases and to perform the torque control immediately after the reversals of direction of rotation.
  • the controller (12) automatically adjusts the necessary torque to obtain a constant flow of liquid or slurry product.
  • Inputs and outputs of known type make it possible to ensure the continuity of the control, to monitor the operation of the motor and to ensure safety by limiting the operation of the motor to an authorized range of parameters.
  • controller (12) can be replaced by a simplified controller for performing speed control and torque regulation using only the liquid pressure or pasty product output, as measured by a only pressure sensor (14).
  • the closed-loop torque regulation is in fact considerably improved by using the liquid pressure or pasty product as a return parameter.
  • the measurement accuracy of the liquid pressure or pasty product is indeed more reliable than the measurement accuracy of the engine torque and provides a parameter representative of the engine torque, regardless of the material to be pumped by the pump, its viscosity, its temperature or its other physical parameters.
  • the pressure used as a return parameter thus makes it possible to obtain, thanks to the invention, a self-adaptation of the operation in order to guarantee a constant average flow rate of liquid or pasty product produced.

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Abstract

Un procédé de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif comporte l'utilisation d'une commande par régulation de vitesse pendant la phase de déplacement dans un seul sens, montée (109) ou descente (102), du piston et l'utilisation d'une commande par régulation de couple immédiatement après l'inversion (107, 114) de sens de déplacement. Application à un dispositif de commande et à un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.

Description

  • L'invention est relative à un procédé de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  • L'invention est également relative à un dispositif de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  • L'invention est enfin relative à un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  • On connaît des pompes à liquides ou produits pâteux à mouvement linéaire alternatif reliées mécaniquement à des systèmes de commande à moteur électrique. Une telle pompe linéaire est entraînée sur une course prédéterminée, au bout de laquelle le sens de déplacement est inversé, et elle est entraînée dans le sens opposé sur la même course prédéterminée. Le déplacement du piston de la pompe peut être inversé d'un sens d'expulsion du composant à un sens d'aspiration et d'expulsion du composant et vice versa. Le circuit de la pompe comprend un clapet d'aspiration et un clapet de refoulement associés à la pompe.
  • L'inversion de sens de déplacement de la pompe provoque une brusque chute de pression suivie immédiatement d'une pointe de pression de l'écoulement du liquide ou produit pâteux débité par la pompe. Lors de l'inversion du sens de déplacement de la pompe, les clapets de retenue de liquide ou produit pâteux dans une pompe à mouvement alternatif peuvent également contribuer aux variations de pression qui apparaissent durant l'inversion.
  • On connaît des systèmes d'entraînement à moteur électrique de pompes à mouvement alternatif linéaire comportant des commandes électriques pour réguler la vitesse d'entraînement du moteur en fonction de la pression ou du débit de liquide ou de produit pâteux, avec des moyens électriques de coupure pour déconnecter l'énergie électrique du moteur lorsque l'on rencontre des conditions de pression bloquée.
  • L'effet d'inversion est cependant amplifié par l'inertie d'un dispositif d'entraînement à moteur électrique relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif, en engendrant une chute de pression plus longue et une pointe de pression plus élevée durant l'inversion.
  • Un premier but de l'invention est de perfectionner l'état de la technique connue, en proposant un nouveau procédé de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  • Un deuxième but de l'invention est de proposer un nouveau dispositif de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  • Un troisième but de l'invention est de proposer un nouveau moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  • L'invention a pour objet un procédé de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif, comportant les étapes suivantes :
    1. a) Utiliser une commande par régulation de vitesse pendant les phases de montée ou de descente du piston.
    2. b) Utiliser une commande par régulation de couple immédiatement après l'inversion de sens de déplacement, de manière à obtenir un débit de liquide ou produit pâteux pompé sensiblement constant, tout en réduisant les pulsations de pression lors du fonctionnement de la pompe.
  • Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention:
    • On enregistre le couple pendant les phases de montée ou de descente du piston, pour en déduire la consigne de couple de la commande de régulation de couple après une inversion suivante.
    • On accélère le déplacement du moyen d'entraînement après inversion du sens de déplacement.
    • On passe d'une commande par régulation de couple à une commande par régulation de vitesse lorsqu'un paramètre physique dépasse une valeur représentative d'une valeur de couple.
    • Le paramètre physique représentatif d'une valeur de couple peut être une pression mesurée de liquide ou produit pâteux débité par la pompe à double effet et à mouvement linéaire alternatif.
  • L'invention a également pour objet un dispositif de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif, comportant des moyens pour utiliser une commande par régulation de vitesse pendant les phases de montée ou de descente du piston, des moyens pour utiliser pour utiliser une commande par régulation de couple immédiatement après l'inversion de sens de déplacement, des moyens pour mesurer un paramètre physique représentatif d'une valeur de couple ou pour enregistrer le couple pendant les phases de montée ou de descente du piston, et des moyens pour accélérer le moyen d'entraînement après inversion du sens de déplacement.
  • Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens pour mesurer un paramètre physique représentatif d'une valeur de couple comportent un capteur de pression de liquide ou produit pâteux débité par la pompe à double effet et à mouvement linéaire alternatif.
  • L'invention a enfin pour objet un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif comportant un motoréducteur avec codeur relié à un moyen de transmission mécanique couplé à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif, et un capteur de pression de liquide ou produit pâteux débité par la pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  • Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention:
    • Les moyens de transmission mécanique comportent une vis à rouleau ou une vis à bille transformant le mouvement circulaire du motoréducteur en un mouvement linéaire transmis à la pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.
    • Le moyen d'entraînement comporte un contrôleur commandant la rotation du moteur dans un sens ou dans l'autre en fonction de la position du moteur indiquée par le codeur et assurant une régulation de vitesse pendant les phases de déplacement dans un seul sens et une régulation de couple immédiatement après l'inversion de sens, ainsi qu'un moyen de mémorisation du couple de fonctionnement du moteur pendant les phases de déplacement dans un seul sens.
  • L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 représente schématiquement un organigramme d'un procédé de commande selon l'invention;
    • la figure 2 représente schématiquement un chronogramme correspondant aux étapes du procédé de commande selon l'invention décrit en référence à la figure 1 ;
    • la figure 3 représente schématiquement un diagramme représentatif d'un moyen d'entraînement selon l'invention.
  • En référence à la figure 1, un procédé de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif comporte des étapes 100 à 119 et 201 à 203.
  • À l'étape 100, le procédé débute par une étape de démarrage d'un cycle de fonctionnement.
  • À l'étape 101, le procédé continue par une étape 102 d'acquisition d'une valeur de consigne de débit entrée par un opérateur dans une interface homme/machine et convertie en consigne de vitesse absolue pour réguler en régulation de vitesse les phases de déplacement dans un seul sens d'un moteur électrique d'entraînement.
  • À l'étape 102, la rotation du moteur électrique s'effectue en régulation de vitesse dans un seul sens, en étant transformée en déplacement linéaire, par exemple en déplacement de descente du piston d'une pompe à double effet reliée mécaniquement au moteur électrique.
  • Pendant cette étape 102, le couple du moteur électrique est enregistré dans une étape masquée 202 dans une interface homme/machine ou un autre moyen de mémorisation.
  • À l'étape 103, un test est effectué pour détecter l'approche d'une position basse ou d'une position de fin de course de déplacement.
  • Si aucun changement de débit n'est à effectuer, le procédé boucle à l'étape 102 après vérification à l'étape 118 du maintien de la consigne de débit ou de vitesse.
  • Si un changement de consigne de débit ou de vitesse est détecté à l'étape 118, cette nouvelle consigne de débit ou de vitesse est acquise et une adaptation du couple correspondant est effectuée à l'étape 119 par un contrôleur de commande du moteur électrique. Le procédé boucle ensuite avec ces nouvelles valeurs de consigne et de couple à l'étape 102.
  • En cas de position basse ou de fin de course détectée à l'étape 103, on passe à l'étape 104 à une étape de décélération en rotation du moteur électrique, puis à l'étape 105 à une inversion de sens de rotation du moteur électrique correspondant à une inversion du sens de déplacement linéaire de la pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  • À l'étape 106, immédiatement après l'inversion de sens de déplacement de la pompe et de rotation du moteur électrique, une accélération est effectuée en régulation de couple pour compenser la chute de pression du liquide ou produit pâteux débité provoquée par l'inversion de sens. Cette régulation de couple à l'inversion permet ainsi d'obtenir un débit constant et d'effectuer une meilleure recompression, par exemple en déplacement de montée du piston de la pompe à double effet reliée mécaniquement au moteur électrique.
  • La régulation de couple est effectuée en boucle fermée en utilisant avantageusement comme paramètre de retour la pression du liquide ou produit pâteux débité, car une corrélation entre le couple moteur et la pression du liquide ou du produit pâteux débité permet d'utiliser la pression du liquide ou produit pâteux débité comme paramètre physique représentatif du couple moteur.
  • Grâce à cette corrélation, on peut simuler ou remplacer la mesure en continu du couple par une mesure en continu de la pression du liquide ou produit pâteux débité pendant la phase de déplacement dans un seul sens.
  • On utilise les valeurs enregistrées de couple moteur ou de pression de liquide ou produit pâteux débité lors d'une étape 203 de déplacement du cycle précédent dans un seul sens, par exemple en déplacement de montée du piston de la pompe à double effet reliée mécaniquement au moteur électrique, pour valeur de consigne de la régulation de couple à l'étape 107.
  • À l'étape 108, lorsque la pression à la sortie de la pompe devient égale ou supérieure à la pression mesurée lors du déplacement dans un seul sens de l'étape précédente, ou lorsque le couple moteur dépasse le couple mesuré dans le déplacement dans un seul sens lors d'une étape 203 de déplacement du cycle précédent dans un seul sens, par exemple en déplacement de montée, on passe à l'étape 109 et on passe en régulation de vitesse.
  • Si cette valeur n'est pas atteinte, l'étape 108 boucle à l'étape 107 jusqu'à ce que la ou les valeurs correspondantes soient atteintes.
  • À l'étape 109, le déplacement de la pompe s'effectue dans un seul sens de déplacement, par exemple en déplacement de montée, jusqu'à ce qu'une position haute ou de fin de course soit détectée à l'étape 110.
  • Tant que cette position haute ou de fin de course n'est pas détectée à l'étape 110, le procédé boucle à l'étape 109 en passant par une phase de test 116 de changement de valeur de consigne de débit de produit liquide ou pâteux, et éventuellement par une étape 117 d'acquisition d'une nouvelle valeur de consigne transformée en vitesse de moteur avec adaptation du couple correspondant.
  • Lorsque que cette position haute ou de fin de course n'est pas détectée à l'étape 110, le procédé continue à l'étape 111 de décélération et d'arrêt du moteur.
  • Le procédé continue ensuite à l'étape 112 par une inversion de sens, en passant immédiatement après l'inversion en régulation de couple du moteur, et à l'étape 113 par une accélération de compensation de la chute de pression en régulation de couple moteur.
  • À l'étape 114, la régulation de couple est effectuée en utilisant la consigne enregistrée pendant le déplacement dans un seul sens lors d'une étape 202 précédente de déplacement du précédent cycle dans un seul sens, par exemple en déplacement de descente, cette consigne pouvant être une valeur directe de couple moteur ou une valeur de couple moteur obtenue par transformation d'un paramètre physique représentatif tel que la pression de liquide ou produit pâteux débité par la pompe.
  • Un test est effectué à l'étape 115 pour détecter le dépassement de la valeur de couple moteur par rapport à la valeur enregistrée lors d'une étape 202 précédente de déplacement du précédent cycle dans un seul sens, par exemple en déplacement de descente.
  • Si le test est négatif, le procédé boucle à l'étape 114.
  • Si le test est positif, le procédé boucle à l'étape 102, pour commencer un nouveau cycle.
  • Les enregistrements aux étapes 202 et 203 des couples de montée et de descente ou des valeurs de paramètres représentatifs, du genre pression de liquide ou produit pâteux débité ou équivalent, s'effectuent respectivement pendant les commandes en régulation de vitesse selon un seul sens de déplacement décrites aux étapes 102 de descente et 109 de montée.
  • Les étapes d'enregistrement 202 et 203 permettent de mémoriser les valeurs de couple de montée ou de couple de descente, tout en vérifiant si leurs variations d'un cycle à l'autre sont anormales.
  • Avantageusement, l'étape 201 effectuée par l'opérateur et les étapes 202 et 203 consultables par l'opérateur se déroulent sur une interface homme/machine faisant partie d'un dispositif selon l'invention de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention.
  • Le cycle représentatif d'un procédé selon l'invention peut être arrêté à tout moment sur action de l'opérateur. Les régulations de vitesse sont effectives, dès introduction d'une consigne de débit par l'opérateur sur l'interface homme/machine, convertie en consigne de vitesse absolue à une étape 101.
  • Les accélérations et décélérations peuvent être réglées dans certaines limites de sécurité par l'opérateur directement sur l'interface homme/machine.
  • Grâce à l'invention, il est possible de réduire les pulsations de pression engendrées par l'inversion de sens en utilisant un seul capteur de pression permettant d'adapter le couple moteur en effectuant une accélération et une décélération directement immédiatement après l'inversion de sens, pour compenser les pulsations de pression et obtenir un débit de liquide ou produit pâteux pratiquement constant.
  • La corrélation directe entre couple moteur et pression mesurée permet d'obtenir un débit constant de produit dans une large gamme de produits et de débits.
  • L'invention permet ainsi d'obtenir un procédé « auto-adaptatif », permettant de s'adapter aux changements de matière, de viscosité, de température, et aux changements de rythme, de fréquence, de débit et d'autres paramètres physiques ou mécaniques.
  • Sur la figure 2, un chronogramme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention décrite en référence à la figure 1 comporte cinq courbes d'évolution des mesures en fonction du temps :
    • de la pression P du liquide ou produit pâteux,
    • de la vitesse V de déplacement linéaire de la pompe,
    • du couple C du moteur d'entraînement
    • et du débit D du produit liquide ou pâteux débité par la pompe à double effet à mouvement linéaire alternatif entraînée grâce au procédé de commande selon l'invention.
  • Le chronogramme correspond à un cycle débutant par un intervalle de temps d1, continuant par un intervalle de temps d2, puis par un intervalle de temps d3, puis par un intervalle de temps d4, et enfin par un intervalle de temps d5 correspondant au début de l'intervalle de temps d1 d'un cycle suivant.
  • L'intervalle de temps d1 correspond au refoulement du produit dans le sens de la descente et aux étapes de fonctionnement 102 et 103, pendant lesquelles le moteur d'entraînement est commandé en régulation de vitesse.
  • L'intervalle de temps d2 correspond à une commande de régulation de couple et aux étapes 106 et 107 du procédé décrit en référence à la figure 1.
  • L'intervalle de temps d3 correspond à un déplacement dans le sens opposé, de la montée, c'est-à-dire au gavage et au refoulement de liquide ou produit pâteux et aux étapes 108 et 109 correspondant à une commande en régulation de vitesse.
  • L'intervalle de temps d4 correspond à une décélération, à un arrêt du moteur à une inversion de sens, et à une commande en régulation de couple, pendant les étapes 111 à 114 du procédé décrit en référence à la figure 1.
  • L'intervalle de temps d5 correspond aux étapes de fonctionnement 102 et 103 d'un cycle suivant de procédé décrit en référence à la figure 1.
  • Grâce à l'invention, les variations de couple du moteur d'entraînement permettent la compensation des pulsations de pression dues à l'inversion du sens de déplacement de la pompe à double effet et permettent ainsi d'obtenir un débit pratiquement constant, dont les variations négligeables éventuelles ne sont pas perceptibles lors des essais effectués.
  • L'utilisation de la pression de liquide ou de produit pâteux débité comme paramètre physique représentatif d'une valeur de couple est particulièrement avantageuse en simplifiant les dispositifs de commande selon l'invention et en permettant un contrôle continu en temps réel du liquide ou produit pâteux débité par la pompe à double effet et à mouvement linéaire alternatif entraînée par le moyen d'entraînement commandé grâce à l'invention.
  • Un unique capteur de pression du produit liquide ou pâteux débité par la pompe permet de contrôler en permanence la corrélation entre couple du moteur électrique et valeur de la pression de liquide ou produit pâteux débité.
  • Sur la figure 3, un diagramme fonctionnel d'un dispositif selon l'invention comporte un moyen d'entraînement inclus dans un dispositif schématisé par le cadre (1) en traits interrompus, une pompe (2) reliée à un bac (3) de produit par une canalisation appropriée et un pistolet (4) d'extrusion relié par une canalisation (5) à la pompe (2).
  • La pompe (2) est entraînée mécaniquement par un moteur ou motoréducteur (10), par l'intermédiaire d'une vis à billes, d'une vis à rouleaux ou de tout autre moyen de transmission apte à transformer un mouvement rotatif en un mouvement linéaire.
  • Le moteur ou motoréducteur (10) intègre de préférence un codeur (11) définissant à chaque instant la position du rotor du moteur électrique, et permettant ainsi de programmer les cycles de marche dans un sens, dans un autre sens ou d'inversion de sens ou encore d'arrêt de fonctionnement du moteur électrique et par conséquent de la pompe (2) à double effet à déplacement linéaire alternatif.
  • Le codeur (11) transmet à un contrôleur (12) les informations relatives au moteur (10), de manière à en commander le fonctionnement pendant toutes les étapes d'un procédé selon l'invention.
  • Le contrôleur (12) est relié à une interface homme/machine (13) permettant d'affecter des ordres de marche et d'arrêt des cycles de fonctionnement, de transmettre des consignes et des paramètres définis par un opérateur et d'enregistrer ou de mémoriser les informations relatives au fonctionnement du moteur, en particulier d'enregistrer le couple du moteur électrique (10) lors des fonctionnements en cycle.
  • A cet effet, le moteur (10) électrique est relié de préférence au contrôleur (12) pour transmettre les informations relatives aux caractéristiques de vitesse, de couple, d'intensité, et autres variables de fonctionnement du moteur.
  • Un capteur (14) de pression du produit liquide ou pâteux débité par la pompe (2) est avantageusement relié au contrôleur (12), pour appliquer en permanence la corrélation entre couple du moteur électrique (10) et la valeur de la pression de liquide ou produit pâteux débité.
  • Lorsque le moteur électrique ou motoréducteur (10) entraîne en rotation un moyen de transmission mécanique tel qu'une vis à billes ou à rouleaux, le piston de la pompe (2) se déplace selon un mouvement linéaire produit par le moyen de transmission mécanique, pour pomper le produit liquide ou pâteux à partir du réservoir (3) jusqu'au pistolet d'extrusion (4).
  • Lors du pompage du liquide ou produit pâteux, l'opérateur peut introduire et contrôler en permanence sur l'écran de l'interface homme/machine (13) les ordres de marche et d'arrêt des cycles de fonctionnement, les consignes et les paramètres prédéfinis ou intégrés aux cycles de fonctionnement, tout en vérifiant le bon fonctionnement du moteur et en visualisant le type de commande : en régulation de vitesse, ou en régulation de couple, effectuée instantanément par le contrôleur (12).
  • Ce contrôleur (12) réalise le cycle d'aller-retour du piston de la pompe à double effet en fonction des mouvements de rotation du moteur. Le contrôleur (12) est programmé pour effectuer la régulation de vitesse pendant les phases de déplacement linéaire dans un seul sens et pour effectuer la régulation de couple immédiatement après les inversions de sens de rotation.
  • Le contrôleur (12) adapte automatiquement le couple nécessaire pour obtenir un débit constant de liquide ou produit pâteux débité. Des entrées et sorties de type connu permettent d'assurer la continuité de la commande, de surveiller le fonctionnement du moteur et d'assurer la sécurité en limitant le fonctionnement du moteur à une plage autorisée de paramètres.
  • L'invention, décrite en référence à un mode de réalisation particulier, ne lui est nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation dans le cadre et l'esprit de l'invention.
  • En particulier, le contrôleur (12) peut être remplacé par un contrôleur simplifié permettant d'effectuer une régulation de vitesse et une régulation de couple en utilisant uniquement comme paramètre de retour la pression de liquide ou produit pâteux débité, cette pression étant mesurée par un seul capteur de pression (14).
  • Grâce à l'invention, la régulation de couple en boucle fermée est en effet considérablement améliorée en utilisant la pression de liquide ou produit pâteux comme paramètre de retour.
  • La précision de mesure de la pression de liquide ou produit pâteux est en effet plus fiable que la précision de mesure du couple moteur et fournit un paramètre représentatif du couple moteur, quelle que soit la matière à débiter par la pompe, sa viscosité, sa température ou ses autres paramètres physiques. La pression utilisée comme paramètre de retour permet ainsi d'obtenir grâce à l'invention une auto-adaptation du fonctionnement en vue de garantir un débit moyen constant de liquide ou produit pâteux débité.

Claims (10)

  1. Procédé de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe (2) à double effet à mouvement linéaire alternatif, comportant les étapes suivantes :
    a) utiliser une commande par régulation de vitesse pendant les phases de déplacement dans un seul sens, montée (109) ou descente (102), du piston.
    b) utiliser une commande par régulation de couple immédiatement après l'inversion (107, 114) de sens de déplacement,
    de manière à obtenir un débit de liquide ou produit pâteux pompé sensiblement constant, tout en réduisant les pulsations de pression lors du fonctionnement de la pompe.
  2. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel on enregistre le couple pendant les phases de déplacement dans un seul sens, montée ou descente, du piston, pour en déduire la consigne de couple de la commande de régulation de couple d'une phase d'inversion suivante.
  3. Procédé de commande selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on accélère le déplacement du moyen d'entraînement après inversion du sens de déplacement.
  4. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on passe d'une commande par régulation de couple à une commande par régulation de vitesse lorsqu'un paramètre physique dépasse une valeur représentative d'une valeur de couple.
  5. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un paramètre physique représentatif d'une valeur de couple est une pression mesurée de liquide ou produit pâteux débité par la pompe à double effet et à mouvement linéaire alternatif.
  6. Dispositif de commande d'un moyen d'entraînement relié mécaniquement à une pompe (2) à double effet à mouvement linéaire alternatif, comportant des moyens (12) pour utiliser une commande par régulation de vitesse pendant les phases de déplacement dans un seul sens, montée ou descente, du piston, des moyens pour utiliser une commande par régulation de couple immédiatement après l'inversion de sens de déplacement, des moyens (14) pour mesurer un paramètre physique représentatif d'une valeur de couple ou/et pour enregistrer le couple pendant les phases de montée ou de descente du piston, et des moyens (10, 11) pour accélérer le moyen d'entraînement après inversion du sens de déplacement.
  7. Dispositif de commande selon la revendication 6, dans lequel les moyens pour mesurer un paramètre physique représentatif d'une valeur de couple comportent un capteur (14) de pression de liquide ou produit pâteux débité par la pompe à double effet et à mouvement linéaire alternatif.
  8. Moyen (10-14) d'entraînement relié mécaniquement à une pompe (2) à double effet à mouvement linéaire alternatif comportant un motoréducteur (10) avec codeur (11) relié à un moyen de transmission mécanique couplé à une pompe (2) à double effet à mouvement linéaire alternatif, et un capteur (14) de pression de liquide ou produit pâteux débité par la pompe (2) à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  9. Moyen (10-14) d'entraînement, dans lequel les moyens de transmission mécanique comportent une vis à rouleaux ou une vis à billes transformant le mouvement circulaire du motoréducteur en un mouvement linéaire transmis à la pompe (2) à double effet à mouvement linéaire alternatif.
  10. Moyen (10-14) d'entraînement, dans lequel le moyen d'entraînement comporte un contrôleur (12) commandant la rotation du moteur (10) dans un sens ou dans l'autre en fonction de la position du moteur (10) indiquée par le codeur (11) et assurant une régulation de vitesse pendant les phases de déplacement dans un seul sens et une régulation de couple immédiatement après l'inversion de sens, ainsi qu'un moyen (13) de mémorisation d'un paramètre physique représentatif du couple de fonctionnement du moteur (10) pendant les phases de déplacement dans un seul sens.
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