Wat zijn de soorten automatiseringsinstrumenten?

Veel mensen die pas instrumenten kennen, voelen zich overweldigd wanneer zij voor het eerst de veelheid aan instrumenten op het terrein zien.

Met namen als drukmeters, thermometers, stroommeters, niveaumeters, regelkleppen, zenders, PLC's, DCS's, alarmen en analysatoren, is het gemakkelijk verward te raken over hoe ze te categoriseren.

In de praktijk is de automatiseringsinstrumentatie niet zo complex, maar draait het vanuit het perspectief van de installatie voornamelijk om één enkel doel: het meten van procesparameters, het doorgeven van deze parameters, hetze te tonen, en de controle ervan, terwijl ook alarmen en apparatuurbescherming worden geboden indien nodig.

Op basis van de functie kunnen automatiseringsinstrumenten over het algemeen in zes hoofdcategorieën worden onderverdeeld:

Metingen van het veld, besturing van het veld, actuatoren van het veld, weergave- en registratieinstrumenten, regel- en besturingsinstrumenten en gespecialiseerde meetinstrumenten.

Automatiseringsinstrumenten zijn niet alleen apparaten voor het "lezen van waarden".

In een volledige besturingslus verzamelen meetinstrumenten veldparameters, de controller voert analyses en berekeningen uit, de actuator voert acties uit,en beeldscherm-/opnamesystemen de gegevens aan de gebruikers presenteren en deze opslaan voor het systeem.

Neem bijvoorbeeld een temperatuurregelaarslus: een thermocouple of weerstandsthermometer meet de temperatuur; een temperatuurzender stuurt het signaal naar een PLC of DCS;de regelaar berekent de vereiste respons en geeft een signaalEen ventiel regelt de stroom van stoom, warm water of koelwater.

Bij het oplossen van problemen op locatie kan men zich niet alleen op één meter richten.het instrument moet worden geanalyseerd in de context van de gehele besturingslus.

Als de metingen onnauwkeurig zijn, zullen de daaropvolgende weergave-, registratie- en besturingsfuncties allemaal worden aangetast.

Gewone meetinstrumenten omvatten die voor het meten van het vloeistofniveau, de druk, de temperatuur en de doorstroming, evenals gas- en vloeistofanalyses.

Niveausinstrumenten worden gebruikt om vloeistofniveaus, materiaalniveaus of interfacepositie in opslagtanks, torens, reactoren en silo's te meten.niveausmeters van het type drijver, radarniveau meters, ultrasone niveau meters, capacitieve niveau meters, drukverschil niveau meters, en niveau schakelaars.

Druktoestellen worden gebruikt om druk, drukverschil of vacuümniveaus in leidingen, vaten en apparatuur te meten.differentialdrukzenders, druksensoren en drukschakelaars. Drukmeters worden hoofdzakelijk gebruikt voor het op de locatie aflezen, drukzenders voor signaaloverdracht op afstand,met een vermogen van meer dan 10 W.

Temperatuurinstrumenten meten de temperatuur van een medium of het oppervlak van apparatuur.met een vermogen van niet meer dan 50 W, temperatuurzenders, temperatuurschakelaars en infraroodthermometers.Terwijl RTD's beter geschikt zijn voor het meten van lage tot middelmatige temperaturen.

Stroominstrumenten meten de stroom van gassen, vloeistoffen of stoom.De selectie vereist een zorgvuldige verificatie van het medium, stromen, druk en temperatuur, viscositeit, geleidbaarheid en rechte pijpleiding.

Gasanalyseapparaten detecteren de samenstelling en concentratie van gassen.met een vermogen van niet meer dan 50 W, lasergasanalyseurs en gaschromatografen.

Vloeistofanalyseapparaten meten parameters zoals pH, geleidbaarheid, troebelheid, concentratie, dichtheid, viscositeit, opgeloste zuurstof, COD en ammoniak stikstof.Deze instrumenten vereisen relatief veel onderhoudHet reinigen, kalibreren en inspecteren van de bemonsteringslijnen zijn essentiële taken.

Terreinbesturingsinstrumenten zijn verantwoordelijk voor signaalverwerking, signaalomzetting en lokale controle op locatie.

Veel voorkomende soorten zijn pneumatische, elektrische en hydraulische besturingsinstrumenten.

Pneumatische besturingsinstrumenten gebruiken gecomprimeerde lucht als energiebron; zij hebben relatief eenvoudige structuren en blijven waardevol in explosiebestendige toepassingen.Elektrische besturingsinstrumenten gebruiken elektrische signalenHydraulische besturingsinstrumenten leveren een hoge uitgangskracht en worden meestal gebruikt in toepassingen met zware lasten of hoge stuwkracht.

De belangrijkste factoren bij de selectie van deze instrumenten zijn de in- en uitgangssignalen, de regelactie nauwkeurigheid, de reactiesnelheid, de stroomvoorziening, de explosiebestendige classificaties, de veldomgeving,en systeeminterfaces.

Veldactuatoren zijn de componenten in een besturingslus die de fysieke actie daadwerkelijk uitvoeren.

Nadat het besturingssysteem een opdracht heeft gegeven, voert de actuator deze uit door kleppen, dempers, sluizen of andere mechanische structuren aan te passen om de procesomstandigheden zoals de doorstroming, druk,vloeistofgehalte, of temperatuur. Gewone aansturingstoestellen zijn pneumatische, elektrische en hydraulische regelkleppen; afsluitkleppen; vlinderkleppen; kogelkleppen; hekkleppen; actuatoren; kleppositionairs;met een vermogen van niet meer dan 50 W.

Tijdens het veldonderhoud moet niet alleen worden nagegaan of de aandrijver eenvoudig kan openen en sluiten, maar ook of de aandrijving vlot werkt, of de positie correct is, of de signalen normaal zijn.passende reactietijden, en of de storingsvrije positie aan de procesvereisten voldoet.

Veel schommelingen in de bediening zijn niet het gevolg van de parametersinstellingen van de controller, maar van problemen zoals klepklemmen, onnauwkeurige positioners, onstabiele luchttoevoerdruk of trage actuatorrespons.

Toon- en registratietoestellen tonen veldparameters, status van de apparatuur en alarminformatie, terwijl ook kritieke gegevens worden opgeslagen.

Veel voorkomende voorbeelden zijn digitale displays, analoge displays, display-controllers, multi-point scanners, op papier gebaseerde recorders, papierloze recorders, touchscreen HMI's, operatorstation terminals,en geluids- en beeldwaarschuwingsinrichtingen.

Digitale displays zijn geschikt voor eenpuntsparameterbewaking.Papierloze recorders zijn ideaal voor het volgen van trends in parameters zoals temperatuurHMI's en bedieningsstations worden gebruikt voor visuele interfaces, parameterconfiguratie, alarmmonitoring en apparatuurbeheer.

Belangrijkste selectiecriteria zijn: ingangssignalen, weergave methoden, opnameintervallen, opslagcapaciteit, communicatie-interfaces, alarmuitgangen en bescherming tegen stroomverlies.

Regulerings- en besturingsinstrumenten fungeren als het "brein" van het automatiseringssysteem en verzorgen automatische regulering, logische besturing, volgordebesturing en veiligheidsbescherming.

Gemeenschappelijke veldapparaten zijn PID-controllers, single-loop en multi-loop-regulators, PLC's, DCS's, FCS's, ESD's, SIS's en industriële computers.

PID-controllers worden meestal gebruikt voor het reguleren van continue parameters zoals temperatuur, druk, stroom en niveau.vergrendeling beschermingDCS's zijn geschikt voor de gecentraliseerde monitoring en gedistribueerde besturing van grootschalige continue productie-eenheden.SIS'en en ESD's worden hoofdzakelijk gebruikt voor veiligheidsvergrendeling en noodsluitingen; zij mogen niet alleen als standaardcontrolesystemen worden beschouwd.

De selectiefactoren omvatten het gecontroleerde proces, het aantal I/O-punten, de controlestrategie, de communicatieprotocollen, de vereisten inzake redundantie, de veiligheidsniveaus (SIL), alarmbeheer,en onderhoudsmogelijkheden op lange termijn.

Speciale meetinstrumenten worden voornamelijk gebruikt voor het detecteren van unieke parameters, het controleren van de gezondheid van apparatuur en het uitvoeren van veldkalibratie.met een vermogen van niet meer dan 50 W, tachometers, weegtoestellen, dikte-meters, signaalkalibratoren, vlammelders, online vochtanalyseurs, online dichtheidsmeters en toestandsbewakingsinstrumenten.

Instrumenten voor het meten van schachttrillingen, schachtverplaatsing en rotatiesnelheid worden meestal gebruikt op roterende apparatuur zoals compressoren, stoomturbines, ventilatoren en pompen.Weeginstrumenten worden in silo's gebruiktDikte-meters worden gebruikt om de dikte van platen, leidingen en vaatwanden te meten, evenals de dikte van de coating.Vlammelders worden gewoonlijk gebruikt voor verbrandingsbescherming in ketels, verwarmingsovens en verbrandingsinstallaties.

Bij de selectie van deze instrumenten moet rekening worden gehouden met factoren zoals het type apparatuur, de te meten parameter, de plaats van de installatie, de responssnelheid, de uitgangssignalen en de beschermingseisen.

Bij het selecteren van automatiseringsinstrumenten moet men zich niet alleen richten op het modelnummer en de prijs.

Eerst moet de te meten parameter worden vastgesteld; vervolgens moet het meetbereik, de nauwkeurigheid, de bouwmaterialen, de installatiemethode, de voedingsbron en het uitgangssignaal worden bepaald.

Als het medium corrosief is, moeten de natte onderdelen van het juiste materiaal zijn gemaakt.Als het medium vatbaar is voor kristallisatie of verstoppingIn gebieden met aanzienlijke trillingen moet de beugel worden gemonteerd en de plaats van installatie worden overwogen.

Zodra het apparaat in gebruik is genomen, moet u regelmatig het nulpunt, het bereik, de bedrading, de stroomvoorziening, de aarding, de communicatie, de alarmuitgangen en de vergrendelingsstatus controleren.

Bij het oplossen van problemen ter plaatse volgt u de volgende volgorde: controleer de voedingsbron, vervolgens het signaal, vervolgens de bedrading, vervolgens de parameterinstellingen en tenslotte het sensorelement en de procesomstandigheden.

De classificatie van automatiseringsinstrumenten is niet moeilijk te onthouden, aangezien elk type een specifieke functie vervult.

Bijvoorbeeld meetinstrumenten verzamelen gegevens; besturingsinstrumenten behandelen signaalverwerking; actuatoren voeren fysieke acties uit in het veld; weergave- en opnameinstrumenten tonen en bewaren gegevens;Regelatie- en besturingsinstrumenten beheersen besturing en vergrendelingDe resultaten van de onderzoeksprocedure zijn in het bijzonder duidelijk te zien.

Als u een instrument niet als een geïsoleerd apparaat beschouwt, maar als het in de context van de gehele besturingslus staat, wordt het veel gemakkelijker om problemen te diagnosticeren.