Les 2 - Procestechniek - Basis 'Meet- en Regeltechniek'

• Procestechniek
• MBO
• Studiejaar 2

Procestechniek 

Les 2: Basis 'Meet- en Regeltechniek'.

Overzicht lessen

Les 1:  Introductie en ophalen kennis 'besturingstechniek'.

Les 2:  Basis 'Meet- en regeltechniek'.

Les 3:  PID

Les 4:  Sensoren, kleppen en afsluiters

Les 5:  PLC

Les 6:  Toepassen kennis op productieprocessen

Lesplanning

• Basis 'Meet- en regeltechniek'
• Hoe werkt dat in de praktijk?
• Praktijkopdrachten
• Uitleg eindopdracht
• Aan de slag!

Lesdoelen

Jij:

• kan de onderdelen van een regelkring benoemen.
• kan de functie van die onderdelen benoemen.
• kan voorbeelden van regelaars noemen.
• kan de werking van corrigerende organen uitleggen.

Regelkring

Regelkring

Een regelkring bevat de volgende onderdelen:

- Proces = hetgeen geregeld moet worden (bijv. de temperatuur, 4°C ).

- Meetorgaan = meet de werkelijke waarde (bijv. temperatuur is 7°C).

- Regelaar = vergelijkt gemeten waarde (7°C) met de ingestelde waarde (4°C).

- Corrigerend orgaan = krijgt signaal dat actie 

   ondernomen moet worden om het proces bij 

   te sturen naar gewenste waarde.

Een regelkring is een continu lopend proces.

Regelkring - Proces

Wat zouden we bedoelen met het begrip 'Proces'? Wat is een proces?

Processen

Processen zijn activiteiten die uitgevoerd worden.

Deze activiteiten hebben een duidelijk doel.

Bijvoorbeeld het maken van een waterstroom die een continue temperatuur van 60°C heeft.

Er zijn processen die snel reageren op veranderingen anderen langzaam.

Soms duurt het wat langer voordat het effect zichtbaar wordt.

Processen

Verschillen in processen

- Het proces bepaalt welke instellingen de regelaar moet krijgen.

- Proceseigenschappen moeten in kaart worden gebracht. Hoe reageert het proces op een verandering?

Opdracht Processen in de praktijk

In de praktijkruimte staan meerdere machines of opstellingen van apparatuur waar processen worden uitgevoerd. 

• Ga op zoek naar deze processen.
• Noteer van 3 processen wat er geregeld wordt.

3D mag ook gebruikt worden.

Regelkring - Meetorgaan

Meetorgaan

Een meetorgaan meet een proceswaarde, bijvoorbeeld de druk, temperatuur, niveau of snelheid.

Een meetorgaan zendt de gemeten waarde door naar de regelaar.

Een meetorgaan bestaat uit een opnemer en een zender. 

Meetorgaan - opbouw

Een meetorgaan heeft 2 functies:

• omzetten opnemer-signaal in een begrijpbaar signaal voor de regelaar.
• opnemer-signaal transporteren naar regelaar.

Meetorgaan (opnemer en zender)

Doel:

- Procesgrootheid meten ten behoeve van de procesbeheersing

- Procesbeheersing, aan de hand van de gemeten waarde

• (automatisch) proces bijsturen
  
• controleren/vaststellen van de actuele waarde

Meetorgaan - temperatuur

Meetorgaan - druk

Meetorgaan - Standaardsignalen

Op basis van hun uitgangssignaal zijn er verschillende soorten zenders.

Elektronische zenders geven een signaal af van 4 - 20 mA.

- Laagste waarde meetgebied = 4 mA

- Hoogste waarde = 20 mA

- Onderliggende waarde stijgen lineair

-  Waarden af te lezen via grafiek of berekenen

Meetorgaan - Signaal = Meetwaarde

Een signaal wordt omgezet naar een meetwaarde

Regelkring - Regelaar

Regelaar

Wat doet een regelaar?

- Vergelijkt de ingestelde waarde (IW) met de gewenste waarde (GW).

- Stuurt op basis van deze vergelijking een signaal naar het corrigerend orgaan.

Een regelaar heeft 2 ingangen! Eén voor de IW en één voor de GW.

IW = Ingestelde Waarde = Setpoint (SP)   

GW = Gemeten Waarde = Proces Value (PV)

Soorten Regelaars

Er zijn meerdere soorten regelaars wij richten ons in deze lesstof op:

- 2-standen regelaar

- proportionele regelaar (P-regelaar)

2-standen regelaar

Op basis van de afwijking van de gemeten waarde ten opzichte van de ingestelde waarde kan het corrigerend orgaan alleen maar of open of dicht 

gaan.

• Bij open kan dat een bepaalde mate zijn bijv. 75% open en 25% dicht.
• Het is een eenvoudige en goedkope constructie.
• Deze regeling is niet precies te sturen, GW schommelt rond de IW.

Proportionele (P) regelaar

Deze regelaar kan op basis van de afwijking, van de gemeten waarde ten opzichte van de ingestelde waarde, het corrigerend orgaan in alle 'standen'  (van 0% tot 100%) open zetten.

• Deze regelaar geeft een "grove" regeling.
• Deze regelaar kan niet exact het setpoint halen.

Regelkring - Corrigerend orgaan

Corrigerend orgaan

• Het corrigerend orgaan ontvangt het correctiesignaal (4 - 20 mA) van de      regelaar.
• Dit signaal bepaalt de stand/evt bijsturing van het corrigerend orgaan.

Welke corrigerende organen ken je?

Corrigerend orgaan

Enkele voorbeelden

CV-ketel

Corrigerend orgaan - Regelklep

Corrigerend element - de regelklep

Regelklep bestaat uit 2 onderdelen

- bedienend element

- corrigerend element

Symbool voor regelklep

Corrigerend orgaan - Kogelkraan

Corrigerend element - kogelkraan

• 2 standen - open of dicht

Kogelkraan

A =kogelklepsteel 

B = draaibare kogel

Corrigerend orgaan - pneumatische regelklep

Corrigerend element - pneumatische regelklep

Werking regelklep:

- of druk-openend 

 (air to open (ATO) = NC = Normaly closed)

- of druk-sluitend 

(air to close (ATC) = NO = Normaly open)

luchtbediend element

corrigerend element

Corrigerend orgaan - Pneumatische regelklep

Corrigerend element - Pneumatische regelklep

Corrigerend orgaan

Bekijk onderstaande afbeelding van een persluchtbediende klep.

Geef aan wat er met het corrigerend orgaan gebeurt als de perslucht op het bediende element komt. 

In de afbeelding wordt perslucht met een pijltje aangegeven en gedeelte is grijs van kleur.

Als de perslucht weg valt neemt de veer de sturing van het bediende element over.

Corrigerend orgaan - Regelklep

Mogelijke versies van pneumatische regelklep.

                                                                                       a = lucht sluitend, veer openend

                                                                                       b = lucht openend, veer sluitend

                                                                                       c = Lucht openend, veer sluitend

                                                                                       d = lucht sluitend, veer openend

Corrigerend orgaan - Klepstandsteller

Wat is de functie van een klepstandsteller?

De klepstandsteller zorgt dat de klep exact de stand inneemt die hoort bij het correctiesignaal.

Praktijkopdracht

Je gaat met de opgedane kennis aan de slag.

• Ga in de praktijkruimte bij verschillende machines of opstellingen op zoek naar een proces.
• Zoek de verschillende elementen die bij een regelkring horen. 
• Noteer waar je de gewenste waarde kunt ingeven.
• Noteer waar in de opstelling de werkelijke waarde van de stroom gemeten wordt.
• Waar in de opstelling zit het corrigerend element en hoe stuurt deze de regelaar aan?

Eindopdracht

Zie Dashboard

Check van de lesdoelen

Jij:

• kan de onderdelen van een regelkring benoemen.
• kan de functie van die onderdelen benoemen.
• kan voorbeelden van regelaars noemen.
• kan de werking van corrigerende organen uitleggen.

Zijn er nog vragen?