wat is instrumentatie?

14
Wat is Instrumentatie? Regeltechnieken.org (Ing.Ph. Van den Eynde, Msc)

Upload: ie-net-ingenieursvereniging-vzw

Post on 22-Jan-2018

255 views

Category:

Engineering


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Wat is instrumentatie?

Wat is Instrumentatie?

Regeltechnieken.org(Ing.Ph. Van den Eynde, Msc)

Page 2: Wat is instrumentatie?

Inleiding

Het doel van deze presentatie is een korte inleiding te geven in de instrumentatie.

Ik spreek vooral over analoge metingen omdat de huidige tendens in de procesindustrie naar analoge signalen met eventueel erop gemoduleerde digitale signalen gaat. Dezelfde meetprinciepes kunnen meestal ook voor aan/uit technologie gebruikt worden.

Philippe Van den Eynde is senior E&I engineer bij KH Engineeing, een multi-disciplinair Nederlands - Belgisch studiebureau behorende tot de Israëlische Ludan groep. Hij zit al 25 jaar in het vak. Tevens is hij reeds meerdere jaren lid van de Studiegroep Regeltechnieken van de Vlaamse Ingenieurskamer, alwaar hij een tiental jaren de functie van webmaster uitoefent.

Page 3: Wat is instrumentatie?

InhoudInstrumentatie versus regeltechniek

Sensoren, actoren en regelaars – De regelkring

Onderdelen van een loop : overzichtSensoren

● Druk● Temperatuur● Niveau● Debiet● Andere

Actoren● Kleppen● Pompen● Roerders● Heathers● Andere

Regelaars● Controller, PLC, DCS

Page 4: Wat is instrumentatie?

Instrumentatie versus regeltechniek

Instrumentatie en regeltechniek zijn onderdelenvan de process technologie

Process technologie = de technologie nodig om een proces te beheersen. Hierin zit ook de wetenschap voor het berekenen van drukvallen, leiding diameters, enz...

Regeltechniek : de software om het process te sturen.

Instrumentatie : de hardware om het process te sturen. Dit is het thema van deze reeks.

Instellen van een pneumatische regelaar = regeltechniek

Een vat voorzien van een peilglas = instrumentatie

Een klep berekenen = instrumentatie

Opvoerhoogte van een pomp berekenen = process technologie

Page 5: Wat is instrumentatie?

De regelkring (Instrument loop)

Sensor : dat wat iets van het proces meet. (Element of transmitter)

Actor : dat wat op het proces ingrijpt.

Regelaar : dat wat het proces regelt door gewenste waarde te vergelijken met gemeten waarde en de actuator te sturen (Controller)

regelaar

Sensor

Actor

Page 6: Wat is instrumentatie?

Structuur van de loop

Field : In de installatie.

Termination room : het gebouw of de ruimte waarin zich de verschillende kasten van het besturings systeem zich bevinden.

Junction box : lokale verbindingsdoos. Aantal kabels reduceren door signalen te groeperen

Marshalling Cabinet of Cross Board De field signalen zijn op een bepaalde manier gegroepeerd. Het besturings systeem verwacht ze anders. Daardoor is het nodig de volgorde van de signalen te wijzigen. Deze wirwar van draden wordt hier gecentraliseerd zodat de rest van de installatie mooi geordend blijft.

Besturings systeem : Dat wat de signalen van de sensoren interpreteert en de actuators stuurt.

sensor Junctionbox Marshaling cabinet

Besturings systeem

Actor Junctionbox

Field Termination room

Page 7: Wat is instrumentatie?

Sensoren

Actief of passief : 2 of 4-draads

Iedere regelkring heeft voeding nodig en er moet een spanningsval zijn !! Dus één spanningsbron en de rest verbruiker.

Passief : voeding van de regelkring komt niet van dit instrument. Dit instrument is een verbruiker in de kring.

Actief : Dit instrument geeft voeding aan de regelkring. Dit is een spanningsbron in de kring.

2-draads : de signaaldraden voeren ook de voeding van het instrument.

4-draads : het instrument krijgt een aparte voeding.

Meten = gebaseerd op fysica en fysische verschijnselen.

Wil men met deze meetwaarde werken, moet ze een signaal opwekken, meestal elektrisch.

Page 8: Wat is instrumentatie?

Druk (pressure)Druk veroorzaakt verplaatsing

Wisselende hoogte van een vloeistofkolom

Vervorming van een diaphragma of spiraalvormige buis Deze verplaatsing wordt omgezet in een geijkt signaal

Bourdon Manometer : de verplaatsing doet via hefbomen, tandraderen en veren, een naald bewegen over een schaalverdeling

Transmitter : De verplaatsing wordt omgezet in een elektrisch signaal d.m.v. bv een condensator

Absolute druk: Druk t.o.v. het vacuüm (absolte pressure : bara, ata, Pa (a) )

Relatieve druk : druk t.o.v. De atmosferische druk (relative pressure, gauge pressure : barg, Pa (g) )

Druk opnemers en verschildruk opnemers

Eventueel scheidingsmembraan

Page 9: Wat is instrumentatie?

Temperatuur (temperature)Warmte veroorzaakt :

Uitzetting : thermometer, bi-metaal

Licht : infrarood temperatuurmeter

Weerstandsverandering : Pt100 & Pt 1000

Spanningsverandering : thermokoppel

Page 10: Wat is instrumentatie?

Niveau (Level)

Gewicht : weegcel

Afstand :

Golven :

● Radio : radar – vrij of geleid

● Geluid : ultrasoon

● Licht : laser

Vlotter : vb met kabel en servomotor

Capacitief

Hydrostatische druk : druktransmitter (zie druk)

Peilglas (levelgauge)

Page 11: Wat is instrumentatie?

Debiet (Flow)Tandraderen : volume

Magnetisch : volume

Coriolis : massa

Ultrasoon : volume

Vortex : volume

Page 12: Wat is instrumentatie?

Debiet (flow)

Thermisch : massa

Verschildruk (differential pressure):

Meetflens (orifice) volume

Pitot buis : volume

Vlotter (variable area) : volume

Page 13: Wat is instrumentatie?

AndereMen kan nog meerdere andere eigenschappen van producten uit de proces industrie onderzoeken:

Densiteit

Kleur

Troebelheid

Gas analyse

Enz...

Deze zijn echter zeer specifiek en vragen speciale meetinstyrumenten. Hierover uitweiden reikt verder dan deze inleiding.

Page 14: Wat is instrumentatie?

Documenten en termen

Voor de basis documenten en symbolen verwijzen we U naar de website

http://www.modelingandcontrol.com/Repository/3_DocumentationofPlant.pdf

● Process flow diagram , P&ID , plotplan , loop diagram , enz...

Bedankt voor uw aandacht