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Découvrez les dernières innovations de Fuji Electric dans les régulateurs de température, avec un guide pratique pour passer aux nouvelles références produits, alliant performance et efficacité énergétique.
Contrôlez et régulez la température de votre procédé en toute simplicité et soyez alerté des écarts avec le thermostat régulateurs tout ou rien PXR3.
Le régulateur de température TOR, aussi appelé régulateur de température tout-ou-rien, est couramment utilisé lorsqu’une gestion simple, robuste et économique de la température est plus importante qu’une régulation extrêmement précise autour de la consigne. La compréhension de son principe de fonctionnement, de ses avantages et de ses limites permet de déterminer si cette technologie convient au procédé concerné.
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Un régulateur de température tout-ou-rien est un appareil numérique dont la sortie ne peut prendre que deux états : marche ou arrêt.
Le régulateur compare continuellement deux valeurs :
Dans une application de chauffage, la sortie est activée lorsque la température mesurée descend sous le seuil de commutation configuré. Le chauffage reste en fonctionnement jusqu’à ce que le seuil supérieur soit atteint, puis la sortie est désactivée. Le dispositif de chauffage fonctionne donc à pleine puissance jusqu’à ce que la consigne soit atteinte.
Dans une application de refroidissement, la logique de fonctionnement est inversée. L’équipement frigorifique démarre lorsque la température dépasse le seuil autorisé, puis s’arrête une fois que la température a suffisamment diminué.
Contrairement à un régulateur PID, un régulateur TOR n’ajuste pas continuellement le pourcentage de puissance délivré. L’équipement commandé fonctionne soit à pleine puissance, soit à puissance nulle.
Une boucle de régulation de température tout-ou-rien se compose de quatre éléments principaux :
Ce cycle de commutation se répète automatiquement afin de maintenir la température dans une plage acceptable autour de la consigne.
L’hystérésis crée un écart entre les seuils d’activation et de désactivation. Elle empêche la sortie du régulateur de commuter trop fréquemment lorsque la température mesurée reste proche de la consigne.
Sans hystérésis, un phénomène de battement peut apparaître dans une régulation TOR. De faibles variations de température autour de la consigne provoquent alors des commutations répétées de la sortie relais entre les états marche et arrêt.
Par exemple, pour un procédé de chauffage avec une consigne de 80 °C et une hystérésis de 2 °C, le chauffage peut être activé lorsque la température descend sous le seuil inférieur, puis désactivé lorsque le seuil supérieur de commutation est atteint.
Le comportement exact dépend de la configuration du régulateur. L’objectif reste toutefois identique : stabiliser le cycle de commutation tout en protégeant les relais, les contacteurs et les équipements commandés contre des manœuvres excessives.
Une hystérésis trop faible peut entraîner des commutations rapides et une usure prématurée. Une valeur trop élevée peut provoquer des variations de température plus importantes. Le réglage doit donc tenir compte de l’inertie thermique du procédé et du niveau de stabilité recherché.
La régulation TOR nécessite peu de paramètres. L’opérateur définit principalement la température de consigne, le sens d’action — chauffage ou refroidissement —, l’hystérésis et les seuils d’alarme.
Le principe à deux états est simple à comprendre et à diagnostiquer. Cette technologie convient ainsi aux machines autonomes et aux équipements nécessitant une gestion directe de la température.
La configuration d’un régulateur TOR est généralement moins complexe que celle d’une solution PID. Cette technologie est particulièrement économique lorsque les variations de température autour de la consigne n’ont pas d’incidence négative sur la qualité du procédé.
Le même principe de régulation peut commander des résistances électriques, des groupes frigorifiques, des ventilateurs, des pompes, des électrovannes et de nombreux autres équipements thermiques.
Un thermostat TOR peut fonctionner indépendamment du système principal de régulation de la température. Il peut déclencher une alarme ou arrêter un équipement lorsqu’un seuil de température haute ou basse est atteint.
Les régulateurs de température standards reprennent généralement leur fonctionnement lorsque la valeur mesurée revient dans la plage autorisée. Les limiteurs de température de sécurité fonctionnent différemment : après leur déclenchement, ils nécessitent un réarmement manuel.
Cette mesure empêche le redémarrage de l’équipement avant qu’un opérateur ait identifié la cause du dépassement de température et vérifié que l’installation peut de nouveau fonctionner en toute sécurité.
Le choix dépend principalement des variations de température acceptables, de l’inertie du procédé et de l’influence de la température sur le produit final.
| Critère de sélection | Régulation de température TOR | Régulation de température PID |
|---|---|---|
| Fonctionnement de la sortie | Entièrement activée ou désactivée | Puissance ajustée en continu |
| Comportement de la température | Oscille dans une plage autour de la consigne | Maintient la valeur plus près de la consigne |
| Configuration | Simple | Nécessite un réglage PID ou un autoréglage |
| Procédés adaptés | Procédés lents ou non critiques | Procédés précis et dynamiques |
| Réponse du procédé | Adaptée aux charges thermiques stables | Meilleure réponse aux perturbations |
| Mise en œuvre initiale | Économique et rapide | Plus avancée |
| Applications types | CVC, réfrigération, alarmes et maintien en température | Fours, traitements thermiques, plasturgie et procédés critiques |
Un régulateur de température tout-ou-rien convient lorsque des fluctuations modérées autour de la consigne sont acceptables. Une régulation PID est préférable lorsque les dépassements, les perturbations du procédé ou des tolérances étroites peuvent affecter la qualité, la sécurité ou la consommation énergétique.
Le régulateur de température PXE de Fuji Electric prend en charge les deux modes. Il peut ainsi être configuré en régulation TOR, puis basculé en régulation PID si le procédé nécessite ultérieurement un contrôle plus précis de la température.
Les régulateurs TOR peuvent commander des thermoplongeurs, des cartouches chauffantes, des résistances, des tapis chauffants et des systèmes de traçage électrique. Ils maintiennent la température requise sans complexifier inutilement la régulation.
Dans les installations de chauffage, de ventilation et de climatisation, le régulateur peut commander des résistances, des ventilateurs, des pompes ou des équipements frigorifiques. Il permet de maintenir la température des locaux, des zones techniques et des espaces de stockage.
Un régulateur de température TOR peut démarrer et arrêter un équipement frigorifique en fonction de seuils prédéfinis. Les applications courantes comprennent les chambres froides, les armoires réfrigérées, les systèmes de conservation des aliments et les équipements de laboratoire.
Le régulateur peut maintenir la température de l’eau, de l’huile ou d’autres liquides stockés dans des cuves. Il convient aux procédés dans lesquels les variations progressives de température n’affectent pas la qualité du produit.
Lorsque la température, la pression et le niveau sont interdépendants, chaque variable doit être mesurée avec un instrument adapté. Un régulateur de température ne remplace pas un transmetteur de pression ou un pressostat.
La régulation TOR peut être utilisée pour les fours, les séchoirs et les enceintes chauffantes présentant une forte inertie thermique et des tolérances de température relativement larges.
Le régulateur active le chauffage lorsque la température se rapproche d’un seuil bas critique. Il contribue ainsi à protéger les canalisations, les cuves, les réseaux hydrauliques et les équipements extérieurs contre le gel.
Le PXR3 peut être utilisé comme dispositif indépendant de surveillance des températures hautes ou basses. Ses sorties relais peuvent déclencher une alarme ou lancer une action de protection lorsqu’un seuil configuré est atteint.
Le PXE convient lorsque la machine nécessite une entrée Pt100, une sortie SSR/SSC ou un régulateur capable de gérer les modes TOR et PID.
Le régulateur doit être compatible avec la sonde de température et la plage de mesure sélectionnées.
Le thermostat TOR PXR3 de Fuji Electric accepte les signaux suivants :
Le PXE doit être privilégié lorsque l’application nécessite une sonde à résistance Pt100. Il accepte également neuf types de thermocouples, avec un type d’entrée et une échelle de mesure configurables depuis la face avant.
Le régulateur doit être configuré selon le sens d’action du procédé. Un système de chauffage et un système de refroidissement nécessitent des logiques de sortie opposées.
Le PXE peut également assurer une double régulation chaud/froid lorsque l’application le nécessite.
La sortie de régulation doit être compatible avec l’actionneur ou l’organe de puissance commandé.
Le thermostat TOR PXR3 utilise une sortie contact relais. Le PXE est disponible avec une sortie contact relais ou une sortie de commande SSR/SSC.
Les sorties relais conviennent aux fréquences de commutation modérées. Une sortie SSR/SSC est à privilégier lorsque des commutations fréquentes sont nécessaires ou lorsque le régulateur doit piloter un relais statique externe.
La sortie sélectionnée et les composants raccordés doivent supporter la fréquence de commutation nécessaire. La tension, l’intensité et la puissance admissibles doivent toujours être vérifiées avant le raccordement de la charge.
Un procédé rapide peut nécessiter une bande de commutation plus étroite. À l’inverse, un équipement présentant une forte inertie thermique peut nécessiter une hystérésis plus large afin d’éviter des cycles trop rapprochés.
L’emplacement de la sonde influence également les performances. Une sonde mal positionnée peut provoquer un retard de mesure, un dépassement excessif de la consigne ou une erreur de mesure apparente.
Il convient de déterminer si l’application nécessite :
Le PXR3 et le PXE peuvent tous les deux proposer des fonctions d’alarme. Le nombre et le type de sorties doivent être confirmés selon la configuration sélectionnée.
Le PXR3 possède une face avant compacte de 48 × 24 mm et une profondeur de 98 mm. Il est conçu pour un montage sur panneau et peut être adapté à un montage sur rail DIN ou mural.
Le PXE possède une face avant de 48 × 48 mm et une profondeur réduite de 62 mm. Sa conception compacte convient particulièrement aux armoires de régulation disposant d’un espace d’installation limité.
Lors de la comparaison des formats DIN, vérifiez la découpe disponible dans le panneau, la profondeur de l’appareil, les borniers de raccordement et l’alimentation électrique.
Un régulateur TOR autonome ne nécessite pas systématiquement de communication numérique. Le PXE est principalement conçu pour la régulation locale de la température et dispose d’une interface de configuration.
Lorsqu’une communication RS-485 Modbus est indispensable pour le raccordement à un automate programmable industriel, une IHM ou un système de supervision, cette exigence doit être précisée lors de la sélection. Fuji Electric France pourra alors recommander un régulateur compatible en dehors de cette configuration dédiée à la régulation TOR.
La configuration du produit peut influencer son prix, son délai de livraison et sa disponibilité en stock. Le signal d’entrée, le type de sortie, l’alimentation, les éventuelles options de communication et les accessoires nécessaires doivent donc être définis avant la commande.
Le PXR3 convient particulièrement aux applications dédiées à la surveillance TOR de la température et à la gestion des alarmes.
Le PXE doit être envisagé lorsque le procédé pourrait ultérieurement nécessiter :
| Besoin | Thermostat PXR3 | Régulateur PXE |
|---|---|---|
| Régulation TOR simple et dédiée | Recommandé | Disponible |
| Entrée thermocouple | Oui | Oui, neuf types |
| Entrée sonde à résistance PT100 | Non | Oui |
| Sortie contact relais | Oui | Oui |
| Sortie de commande SSR/SSC | Non | Oui |
| Régulation TOR et PID dans le même appareil | Non | Oui |
| Double régulation chaud/froid | Non | Disponible |
| Sorties d'alarme | Jusqu'à deux selon la configuration | Jusqu'à deux sorties optionnelles |
| Format de la face avant | 48 x 24 mm | 48 x 48 mm |
| Profondeur d'installation | 98 mm | 62 mm |
| Protection IP66 en face avant | Oui | Oui |
| Utilisation recommandée | Surveillance simple, alarmes et commutation TOR | Régulation TOR polyvalente avec PT100, SSR ou future évolution vers le PID |
La fiabilité d’un régulateur de température TOR dépend autant de la sélection de l’appareil que de la qualité de son installation.
La sonde de température doit être installée à un emplacement représentatif du procédé. Elle ne doit pas être positionnée trop près du dispositif de chauffage, de la sortie de refroidissement ou d’une autre source locale de variation thermique, sauf si l’application l’exige spécifiquement.
Lors de la mise en service :
L’hystérésis peut ensuite être ajustée en fonction de la réponse thermique réelle de l’installation. Il est recommandé de ne modifier qu’un seul réglage à la fois afin d’en évaluer clairement les effets.
Fuji Electric associe son expertise de la régulation de température industrielle à une gamme de régulateurs numériques compacts et robustes.
Le PXR3 constitue une solution pratique pour les applications simples de chauffage, de refroidissement et de surveillance de la température. Son affichage numérique, son utilisation intuitive, sa sortie relais et ses différentes possibilités de montage facilitent sa mise en service et son utilisation quotidienne.
Le PXE offre davantage de flexibilité pour les applications nécessitant une entrée Pt100 ou thermocouple, une sortie relais ou SSR/SSC et un choix entre les modes TOR et PID. Sa face avant de 48 × 48 mm et sa profondeur réduite de 62 mm facilitent son intégration dans les armoires de régulation compactes.
Fuji Electric France vous accompagne dans le choix du régulateur, de la sonde, de la configuration des sorties et des composants les mieux adaptés à votre équipement et à ses conditions de fonctionnement.
Les deux appareils commandent un équipement de chauffage ou de refroidissement en fonction de seuils de température. Un régulateur numérique TOR propose généralement un afficheur, une consigne réglable, une hystérésis configurable, un choix de sondes et des fonctions d’alarme supplémentaires.
Un régulateur de température tout-ou-rien active ou désactive automatiquement l’équipement de chauffage ou de refroidissement afin de maintenir la température du procédé autour de la consigne. Sa sortie reprend généralement son fonctionnement normal lorsque la température revient dans la plage configurée.
Un limiteur de température de sécurité protège l’équipement ou le procédé lorsqu’un seuil critique est dépassé. Après son déclenchement, il nécessite un réarmement manuel afin que l’installation soit contrôlée avant son redémarrage.
La mesure peut être précise, mais la température du procédé oscille normalement autour de la consigne, car la sortie est soit entièrement activée, soit entièrement désactivée. L’amplitude des variations dépend de l’hystérésis, de la position de la sonde, du temps de réponse et de l’inertie thermique de l’installation.
L’hystérésis empêche les commutations répétées lorsque la valeur mesurée fluctue à proximité de la consigne. Elle réduit les cycles courts et contribue à protéger les relais, les contacteurs, les compresseurs et les autres composants commandés.
Oui, à condition que le régulateur propose la logique de fonctionnement et la configuration de sortie nécessaires. Les actions de chauffage et de refroidissement utilisent des logiques de commutation opposées.
Non. Un régulateur de température TOR est destiné au contrôle de la température. Une application nécessitant de mesurer ou de réguler simultanément la température et la pression requiert un transmetteur de pression, un pressostat ou un régulateur de procédé adapté.
Le thermostat TOR PXR3 accepte les thermocouples ou une thermistance PB-36. Pour utiliser une sonde Pt100, sélectionnez le régulateur de température PXE de Fuji Electric.
La régulation PID est préférable lorsque la température doit rester très proche de la consigne, lorsque les dépassements affectent la qualité du produit ou lorsque le procédé subit de fréquentes variations de charge. Le PXE permet de modifier le mode de régulation sans remplacer le régulateur.
La configuration est généralement rapide, car elle ne nécessite qu’un nombre limité de paramètres. La durée totale dépend du câblage, du type de sonde, des réglages d’alarme et de la procédure d’essai.
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