L’ingénierie de contrôle des processus est la conception de contrôleurs électroniques qui permettent aux processus chimiques d’être automatisés ou exécutés avec peu de contrôle humain. Les procédés chimiques sont des systèmes complexes avec un large éventail d’étapes de réaction, de purification et de manipulation du produit final. Depuis le développement des systèmes informatiques au XXe siècle, les usines chimiques peuvent opérer des réactions de plus en plus complexes pour fournir des produits chimiques utilisés dans les produits de consommation et commerciaux, souvent avec peu d’intervention ou d’attention humaine.
Le contrôle d’un processus chimique peut impliquer un acte simple tel que l’ouverture ou la fermeture d’une vanne, ou des systèmes de contrôle complexes qui réagissent aux conditions changeantes avec de nombreuses réponses différentes. Cela peut être accompli car de nombreux nouveaux contrôleurs depuis la fin du 20e siècle sont des contrôleurs programmables. Un technicien en ingénierie de contrôle de processus peut entrer des instructions de programme informatique qui permettent au contrôleur de réagir différemment selon les conditions. Par exemple, un changement de température peut être corrigé avec un changement de flux de matière première, ou de l’eau de refroidissement peut être démarrée sur le récipient de réaction.
Le programme utilisé dans ces contrôleurs peut comparer les conditions de fonctionnement réelles à un état normal entré par le technicien. Lorsque les conditions changent, le programme compare les changements à une série de réponses programmées pour corriger le changement ou l’écart. Les contrôleurs programmables sont un élément clé d’une conception d’ingénierie de contrôle de processus, mais ils doivent également permettre une intervention humaine. Ceci est normalement accompli par une lecture à distance dans une salle de contrôle centrale, qui est surveillée par des opérateurs humains.
Le contrôle de processus relie les contrôleurs à une large gamme de capteurs pour surveiller les températures, les pressions et les débits. Les usines chimiques complexes peuvent avoir des milliers de capteurs connectés à des centaines de contrôleurs de système. En plus de la télécommande disponible dans une salle de contrôle centrale, la plupart des systèmes incluent des fonctions d’alarme pour donner une alarme qui peut être vue et entendue. Ces alarmes sont réglées pour donner une condition d’avertissement lorsque les conditions du système s’écartent ou s’éloignent de la normale d’une quantité prédéterminée.
Les fonctions d’alarme peuvent fournir une large gamme d’avertissements dans un système d’ingénierie de contrôle de processus complexe. Un premier niveau d’alarme peut être une alerte pour avertir l’opérateur de la salle de commande qu’une condition du système s’éloigne de la normale. Dans de nombreux cas, les automates programmables apporteront des corrections et les opérateurs de l’usine n’auront pas besoin de prendre d’autres mesures.
Un deuxième niveau d’alarme peut être programmé si les contrôleurs ne sont pas en mesure de corriger la condition changeante en fonction de leur programmation, et l’opérateur peut avoir besoin d’intervenir. Les contrôleurs ont des boutons ou des cadrans qui permettent à l’opérateur d’entrer une condition de fonctionnement différente et de confirmer que le contrôleur effectue le changement correct. La plupart des conceptions techniques de contrôle de processus pour les salles de contrôle incluent un diagramme ou un schéma visible du processus, avec les principales conditions de fonctionnement et les points d’alarme sur le diagramme. Un opérateur peut rapidement voir où se produit l’écart dans le processus, plutôt que d’avoir à scanner de nombreux cadrans ou jauges.
Des conditions d’alarme supplémentaires peuvent être requises pour les processus qui manipulent des produits chimiques dangereux. En cas de fuite ou de débordement d’un réservoir, des capteurs peuvent être placés dans des zones clés qui détecteront la libération de produits chimiques et déclencheront une alarme. Il peut s’agir d’une alarme locale à la salle de contrôle, ce qui obligera les opérateurs à prendre des précautions de sécurité et à sortir pour trouver la fuite. Les capteurs peuvent également détecter des fuites à l’extérieur de la zone immédiate de l’usine ou le long de la clôture de l’entreprise, pour avertir les opérateurs et les autres personnes à proximité de l’usine qu’un rejet s’est produit. Les commandes, les capteurs et les alarmes sont connectés et fonctionnent ensemble pour gérer un large éventail d’opérations chimiques dans une conception technique de contrôle de processus.