Medewerkers: Jeroen de Bruickere Michel Mattheijssen Maarten Oude Kempers



Vergelijkbare documenten
Meten is Weten. 1 Inhoud... 1

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

Basics flowmetingen. De basis informatie over: Magnetisch Inductieve/ Vortex/ Ultrasone en Coriolis Massa Flowmeters

Basics flowmetingen. De basis informatie over: Magnetisch Inductieve/ Vortex/ Ultrasone en Coriolis Massa Flowmeters

Basics flowmetingen. De basis informatie over: Thermal Mass / Positive Displacement / Turbine / Verschildruk en VA Flowmeters

SS / / / ATEX 94 / 9EG

Proces Instrumentatie op maat

GEÏNTEGREERDE PROEF. VTI Sint-Laurentius. Pakketweegschaal. Industriële informatie & communicatietechnologie SCHOOLJAAR

tie n n e e g u q rin re F stu

Rub-Block RB100DN met PT100 sensor

Ingebouwde integrator (met teller en gegevensopslag).

VERWARMDE SLANGEN. Verwarmde slangen. Design. Algemene toepassingen 1 (5)

+31 (0) E:

Proces Instrumentatie op maat

Hoofdstuk 5: Signaalverwerking

1 Inleiding proportionaal-hydrauliek

Enkelvoudige regelkring

Technische specificatie FLUXUS F501

MJK Expert 7070 / 7060 Hydrostatische Druktransmitters MJK Expert 1400 / 3400 Hydrostatische Druktransmitters Pending

Digitale systemen. Hoofdstuk De digitale regelaar

+31 (0) E:

Handleiding voor demonstratie multimeter

Tinyserir-RC5. Datasheet. Tinyserir-RC5 Page: 1 of 8

Oxix TRANSMITTER VOOR OPGELOSTE ZUURSTOF BROCHURE NL 5.40 OXIX BROCHURE 1401

+31 (0) E:

Introductie Technisch adviseur OEM-oplossingen A-B-T bv Ron van Dooren

Navio Electronische besturingssystemen

EM4000. Universele meetwaarde omvormer

TEMPERATUURSENSOR ML45M GEBRUIKERSHANDLEIDING

+31 (0) E:

ifm electronic Edwin Slot Marketing director ifm electronic b.v. Deventerweg 1e 3843 GA Herderwijk

Overspanningsbeveiligingen

Pajottenlandse Radio Amateurs. De multimeter

Logo quiz Project Inleiding op de Logo!

Data acquisitie en netwerken in de procesindustrie

Thermische Meetsonde Pt100 : Basistype

Toepassingsgebied Applicatie Totalisator functie Montage aansluiting op pijp via adapter

Sensoren. Gebruik. Storingen

KEYSTONE. OM8 - EPI 2 AS-Interface module Handleiding voor installatie en onderhoud.

Ruimtetemperatuur voelers MODBUS, SHT-A1-MB(-LCD) Ruimte MODBUS. Omschrijving

LED Digitale display. Algemeen installatiediagram. Sensoren bereik. Display Gevaar Veilig Veilig Alarm.

HYDROVAR. toegenomen flexibiliteit en besturing met De nieuwe generatie

Onderzoeken welke onderdelen noodzakelijk zijn om een PV-installatie autonoom te laten werken.

Storing indicatie van LED binnen/buiten en eerste oordeel

Energiebesparing BROCHURE NL 6.00 ENERGY BROCHURE 1401

Montagevoorschriften

Meettechniek en regelaars

Frequentieregelaar 400V 15kW Vector Control - fluxcon 100 serie

Algemene beschrijving van de regelprogramma's

THERMOKOPPELSENSOR 0135I GEBRUIKERSHANDLEIDING

FLOWave: A leap forward in flowmeter efficiency and utility. 1 Oktober :10 11:35

Weerstandsthermometer Type TR55, met geveerde meetpunt

OEM-druktransmitters voor heavy duty toepassingen, type MBS 1200 en MBS 1250

OEM-druktransmitters voor heavy duty toepassingen, type MBS 1200 en MBS 1250

Sensoren bereik. Display status

PROPORTIONELE DRUKREGELAAR

MURRELEKTRONIK IO-LINK, EN NU? Roel Janssen

Dossier Proportionele drukregelventielen

Installatiehandleiding

De nieuwe Hydrovar generatie: Toegenomen flexibiliteit en besturing

Terugmeldingen. Misschien zijn er nog meer detectie mogelijkheden, maar laten we deze maar eens nader bekijken wat de voor- en nadelen zijn!

Een fotoscanner op de joystickpoort van MSX

OVER PH: HET METEN VAN PH IS NIET MOEILIJK, MAAR ER IS VEEL ONBEGRIP OVER DEZE METING. DAAROM: DE ANTWOORDEN OP UW VERZAMELDE VRAGEN.

De ET31F (die alleen de vloertemperatuur meet) kan in een andere ruimte geplaatst worden.

Toepassingsgebied Applicatie Totalisator functie Montage aansluiting op pijp via adapter

W & K LEVEL CONTROL SYSTEMS

Productinformatie. ORION-VA Klimaatcomputer met centrale regelingen (IRIS)

Gebruiksaanwijzing DSC785 Dry/Store Controller

Onderzoek werking T-verter.

Periode: 8 Datum: Festo Meet en Regel Techniek. A.Erwin R. Cornelissen T. Akkermans

Verwarming Water Verrekening Benelux. Voor meting van waterverbruik in. Flatgebouwen en meergezinswoningen Kantoren en administratieve gebouwen

Statistiek voor Natuurkunde Opgavenserie 4: Lineaire regressie

+31 (0) E:

PWM50/3. Dubbele motor sturing. DIGITAAL HANDLEIDING. Motion Control Systems

Aluminium niet-vervuilende differentieeldruksensor. Geëxtrudeerd aluminium met dichtingsstrips

PDM-8-MB POM (VOEDING OVER MODBUS) Montage & gebruiksvoorschriften

WLAN EN LAN UITBREIDINGEN...

Productinformatie. ORION-VS Klimaatcomputer met centrale regelingen (SIRIUS)

10 Materie en warmte. Onderwerpen. 3.2 Temperatuur en warmte.

Aluminium niet-vervuilende differentieeldruksensor. Geëxtrudeerd aluminium met dichtingsstrips

Uitbreidbaarheid max. aantal Suconet K/K1 deeln.: met 2 extra netwerkmodules

Verkeerslichten. De Verkeerslichten & de PLC in het TIBBLTO / VICTO lokaal. Werkplek 1. Leer & werkboek.

NATUURKUNDE OLYMPIADE EINDRONDE 2013 PRAKTIKUMTOETS

TBV-CMP. Gecombineerde regel- en inregelafsluiters voor eindunits Drukgecompenseerde regel en inregelafsluiter

AP22 Analoog Display

BIJLAGE 18: INSTALLATIE EN AANPASSING HUISHOUDELIJKE APPARATUUR

IVF temperatuurregeling incubator

EASYPLUS PRE DOMOTICA

Lineaire verplaatsingssensoren Temperatuursensoren Druksensoren Smeltdruksensoren

Handleiding HCS VB5248

Sensoren. inhoud. 1 Sensoren. 5 Cursussen. 5 Fotowedstrijd. Een uitgave van Intech Elektro & ICT en otib februari 2011

ELEKTRONISCHE KWH-TELLERS MET MID IJKING ENERGIE INDUSTRIE GEBOUWEN INSTALLATIE KABEL DATA VERLICHTING

AP80 Display Controller

Gassnelheid en volume metingen. Deze code van goede meetpraktijk beschrijft de toegepaste. werkwijze bij de meting voor gassnelheid en volume

Toepassingsgebied Media Vloeibare media; water; Glycol-oplossingen; koelsmeermiddel; oliën

P ow er Quality metingen: Harmonischen

Luchthoeveelheidsmeters: Alle typen, behalve Karman Vortex. Beschrijving. Principeschema

Universele Digi Interface

TEMPERATUUR GRADIENT PLAAT MFFT 10 / 20 VF9600 / VF9700

HART en 4 20 ma integreren in een PROFIBUS-installaties

Transcriptie:

Medewerkers: Jeroen de Bruickere Michel Mattheijssen Maarten Oude Kempers

Inhoudsopgave 1. Inleiding... 2 2. Inleiding procescomputer... 3 2.1 DeltaV... 4 2.2 Praktische uitvoering van Delta V in de proeffabriek... 7 3. Algemene info over vortex debietmeters... 9 3.1 Stoorelementen... 11 3.2 Opnemers... 12 3.3 Eigenschappen van vortexdebietmeter... 13 4. Druk metingen... 14 4.1 Waarom meet je druk?... 14 4.2 Hoe meet je de druk?... 14 4.3 Transmitter callibreren... 16 4.4 Conclusie... 17 5. Temperatuursensoren... 17 5.1 Thermokoppel:... 17 5.2 Pt100/Pt1000 (RTD)... 18 5.3 Infra Rood: (extra aanvulling)... 19 6. Toepassingen in de proeffabriek... 20 6.1 Debiet... 21 6.2 Temperatuur... 22 7. Slot... 23 8. Bijlage... 24 1

1. Inleiding Voor u ligt het verslag van het eindproject De Warmtewisselaar. Die warmtewisselaar staat in de proeffabriek. Deze zorgt ervoor dat water warm gemaakt wordt en daarna weer wordt afgekoeld. De bedoeling van de warmtewisselaar is de theorie van procestechniek en regeltechniek hier in de praktijk toe te passen. Het begin van dit project was niet gemakkelijk. Er waren delen al opgebouwd en andere delen nog niet. We wisten in het begin niet helemaal waar we nu eigenlijk mee moesten beginnen. Michel Mattheijssen, Jeroen de Bruickere, Maarten Oude Kempers De warmtewisselaar 2

2. Inleiding procescomputer DeltaV is het computersysteem waarvan in de proeffabriek gebruik gemaakt wordt. Om over DeltaV meer te kunnen vertellen zal ik eerst wat meer over computersystemen binnen de besturingstechniek en regeltechniek vertellen. Of we nu te maken hebben met een PLC, en personal computer of een procescomputer, een aantal componenten hebben ze alle drie gemeen. 1. een CPU / CVE (=centrale verwerkingseenheid)+voeding 2. ingangskaarten 3. uitgangskaarten 4. backplanebus 5. (optioneel) netwerkkaarten Om van de CVE de signalen door te sturen naar de ingangen, uitgangen en naar de netwerkkaarten wordt gebruik gemaakt van een specifiek bussysteem; de backplanebus. Het verschil tussen een PC en aan de andere kant de industriële computersystemen (zoals PLC en procescomputer) is de uitvoering. Bij een PLC en procescomputer is het veel gemakkelijker nieuwe I/O of netwerkkaarten aan te sluiten. Het is een kwestie van de kaart op de bus te klemmen en eventueel de backplanebus uit te verlengen. Verder zien de I/O kaarten er anders uit; schroefklemmen zitten er aan zodat de I/O uitbedraad kan worden naar de desbetreffende sensor of actuator. Verder is er bij een industrieel computersysteem een galvanische scheiding tussen de backplanebus en de in of uitgang. Hierdoor kan de backplanebus niet overbelast worden door een te grote spanning op de in en uitgangen van het computersysteem. Bij PLC en procescomputer kan de I/O discreet zijn (aan of uit) maar ook analoog. Het computersysteem werkt alles digitaal af. Er zit in een analoge ingang- of uitgangskaart een omzetter. In de analoge ingangangskaart zit een analog digital converter, kortweg ADC genoemd. In de analoge uitgangskaart zit een digital analog converter, kortweg DAC genoemd. Het verschil tussen een PLC en een procescomputer is dat de basis van de PLC ligt bij de besturing en bij de procescomputer de basis bij de regeltechniek ligt. Natuurlijk is het tegenwoordig niet meer zo abstract als ik hier uitgelegd heb. In de besturingstechniek zijn tegenwoordig ook terugkoppelingen met analoge signalen nodig (denk hierbij bijvoorbeeld aan een motor aangesloten op een tachogenerator). In de regeltechniek zijn nu ook wel besturingen nodig met digitale kaarten. Denk hierbij bijvoorbeeld aan het aansturen van aan/uit kleppen. Het gevolg hiervan was dat er voor de PLC analoge kaarten werden ontwikkeld en voor de procescomputer digitale kaarten. Vandaag de dag is zit er in het toepassingsgebied van de PLC en de procescomputer heel veel overlap. Sterker nog; voor de toepassing waar we de PLC voor kunnen gebruiken, kunnen we ook de procescomputer gebruiken. Dit geldt ook omgekeerd. 3

Nu komt alleen de vraag: Waarom is er in de proeffabriek gekozen voor een procescomputer en bijvoorbeeld niet voor een PLC of PC? De omgeving is zo dat een groot aantal componenten conventioneel uitbedraad moest worden. Hierdoor is het meest voor de hand liggend een industriële computer te gebruiken. Er is voor een procescomputer gekozen in dit project omdat de basis ligt bij het regelen en niet bij het besturen van het proces. 2.1 DeltaV DeltaV is het procesbesturingssysteem dat dus gebruikt wordt in de proeffabriek. De procescomputer wordt geprogrammeerd d.m.v. de software van DeltaV. Dit gebeurt in een Microsoft Windows omgeving. Het geschreven programma wordt d.mv. seriële interface overgedragen naar de procescomputer. DeltaV is niet een enkel programma, maar het is een heel pakket bestaande uit meerdere subprogramma s. Het softwarepakket bestaat uit DeltaV Control Studio en DeltaV Configuration Software Suite. DeltaV Control Studio is de software die de operator ziet. Met dit programma kan dus geen wijziging die het programma anders laat werken gemaakt worden. Hier kunnen alleen waarden ingegeven worden. DeltaV Configoration Software is het programma waarmee het programma wat in het computersysteem moet komen geschreven wordt. Ook wordt hiermee bepaald hoe de operator Control Studio op zijn scherm gepresenteerd krijgt. In dit programma wordt dus ook het veld min of meer in nagetekend. 4

Een voorbeeld hoe Delta V centraal in het proces staat. 5

Te zien is op de afbeelding dat de PC een verbinding maakt met de procescomputer. Dit gaat met een HSE (=high Speed Ethernet) verbinding. Te zien is dat we te maken hebben met een bussysteem omdat de bekabeling doorloopt. De operatorcomputer en de procescomputer zitten hier op aangesloten. De HSE verbinding zou geen bussysteem als we er niet meer op aan kunnen sluiten. Aan apparatuur die we hier op aan kunnen sluiten moeten we denken aan bijvoorbeeld nog een Delta V procescomputer zodat we van het CCS (=centraal computersysteem) een DCS (=decentraal computersysteem) maken. Ook kunnen we op deze verbindingen meerdere operatorcomputers aansluiten. Verder kunnen we nog denken aan een aparte programmeercomputer. Gaan we de bekabeling links onder de procescomputer bekijken, komen we tot de conclusie dat we hier te maken hebben met conventionele I/O. Dit is te zien aan de grote hoeveelheid kabels. Van iedere sensor of actuator gaat er een kabel naar de procescomputer. Deze wijze van bekabeling is behoorlijk nadelig. Deze manier van bekabeling wordt nog wel gebruikt wanneer we te maken hebben met een paar componenten. Hoe meer sensoren en actuatoren hoe onoverzichtelijker het wordt. Verder is er in verhouding heel veel bekabeling nodig. Als er een component vervangen moet worden is dit ook moeilijk. Gaan we iets naar rechts op de tekening zien we de veldbus. Dit systeem is uitermate geschikt wanneer we te maken hebben met veel componenten. Omdat het een bussysteem is kunnen we achter dee eerste sensor zo een tweede en een derde rijgen. Dit geldt natuurlijk ook voor de actuatoren. Voordelen van het bussysteem: grote betrouwbaarheid, weinig bekabeling, eenvoudig storingzoeken, overzichtelijkheid. 6

2.2 Praktische uitvoering van Delta V in de proeffabriek Software Om te beginnen is de netwerktopologie een centraal computersysteem. Er is namelijk maar een Delta V procescomputer aanwezig. De managementfunties neemt de operatorcomputer voor zijn rekening. Hier kunnen actuele waarden opgevraagd worden en zonodig kunnen instelwaarden veranderd worden. De coördinerende, groeps en individuele besturing neemt het Delta V computersysteem voor zijn rekening. In boomstructuur ziet dit er zo uit: Hardware Voor de hardware geldt in het hele systeem dat de procescomputer het middelpunt van de hele regelkring. Dit klinkt vrij logisch, maar ik wilde dat hier nog benadrukken omdat het ook echt opvalt in de schema s. Op channel 1 van de procescomputer zit de veldbus interface. Een aantal componenten zit op deze kaart aangesloten via een signaalomzetter. Het grote voordeel van veldbus is dat het aansluiten van de componenten eenvoudiger is en dat er minder kabel nodig is om van interface tot de componenten in het veld te komen. Op channel 2 zitten een acht tal analoge conventionele uitgangen. De I/P omvormers voor de kleppen zitten hier op aangesloten. Op channel 3 zit een achttal analoge conventionele ingangen. Hier zit de vortex flowmeter op aangesloten, de temperatuurtransmitters en druk transmitters zitten hierop aangesloten. Op channel 4 zitten de digitale ingangen. Op channel 5 zitten de digitale uitgangen. Hier zitten de 5 solenoid valves op aangesloten die de klepstand van de vijf kleppen regelen. 7

De procescomputer van Delta V 8

3. Algemene info over vortex debietmeters In de proeffabriek wordt gebruik gemaakt van een vortex debietmeter. Ik zal eerst wat theorie over de vortex debietmeter vertellen. Sinds geruime tijd zijn hydrodynamische oscillaties bekend en onderzocht. Toch vinden we het begin van de praktische toepassing hiervan in de debietmeettechniek slechts een vijftien jaar geleden terug. Dit is hoofdzakelijk te wijten aan het slechts recent beschikbaar zijn van speciale signaalopnemers en bijhorende elektronische schakelingen die voor dit type debietmeters noodzakelijk zijn. De huidige hydrodynamisch oscillerende debietmeters zijn onder te verdelen in twee groepen: deze met natuurlijke oscillatie deze met gedwongen oscillatie: 'swirlmeters' Het eerste onderzoek naar hydrodynamische oscillaties werd gedaan door Strouhal in 1878, naar aanleiding van het geluid dat ontstond als de wind blies op gespannen telefoondraden. Figuur 3. 1: Ontstaan van vortices: a) bij gestroomlijnd lichaam, b) bij stoorelement en c) afmetingen van een geidealiseerde vortexstraat. Als een stof een hindernis omstroomt, dan kan het medium maar tot op een bepaalde plaats de wand van de hindernis volgen. Vanaf deze plaats scheurt de stroming af en er vormt zich een dode zone waarin deze stromen zich tot wervels oprollen. Dit verschijnsel is goed te zien bij uitstekende rotsen in een snelstromende waterval. Een merkwaardige gewaarwording is echter dat deze wervels altijd aan weerszijden van de hindernis ontstaan, zich oprollen, en in een regelmatige rij met de stof wegstromen. Dit verschijnsel heet de Karmanse wervelstraat, genoemd naar de 9

fysicus von Karman die dit verschijnsel voor het eerst onderzocht. De frequentie waarmee deze wervels zich vormen is de wervelfrequentie f, deze stijgt lineair met de stroomsnelheid. Er geldt: waarin f = frequentie [Hz] S = Strouhalgetal [dimensieloos] v = gemiddelde snelheid [m/s] d = breedte van de hindernis [m] v1 is de gemiddelde snelheid ter hoogte van de hindernis, d de (karakteristieke) breedte van de hindernis of het stoorelement en S een dimensieloze Strouhal-getal. In het bereik der stromingssnelheden waar S constant is, is de wervelfrequentie een directe maat voor de snelheid, en dus ook voor het debiet. (3.1) Figuur 3.2: Voorbeeld van capacitieve vortexdebietmeter naar E+H Prowirl 77. 10

3.1 Stoorelementen Om praktische redenen, zoals montage in een installatie, wordt het stoorelement steeds in een cilindervormige pijp aangebracht. De vorm van het stoorelement moet zodanig gekozen worden dat er een hoge graad aan stabiliteit van de vortex- of wervelvorming is. Dit is noodzakelijk om tot een goede signaal-ruis verhouding te komen. het lineariteitsgebied zo groot mogelijk is. de hoeveelheid energie die aan het fluidum onttrokken wordt om de meting mogelijk te maken en welk een drukverlies veroorzaakt, klein blijft. Deze eis is in strijd met de eerste: immers hoe beter de vortexvorming en dus ook de meting, hoe groter het drukverlies. Verschillende vormen van stoorelementen zijn mogelijk met elk hun eigen voor- en nadelen. Zonder hierover in detail te treden, geeft figuur 6. 3 enkele voorbeelden en een vergelijking tussen een cilindervormig en een rechthoekig stoorelement. Figuur 3.3: a) Verschillende stoorelementen (bovenaanzicht), b) Strouhal-getal en c) meetelementfactor. 11

3.2 Opnemers Elke opnemer die de wisselende stromingen of veranderingen kan detecteren voldoet. Dit kunnen thermische opnemers zijn die een wisselende afkoeling waarnemen ten gevolge van de veranderende stroming, ultrasone sensoren waarbij de geluidsgolven een in lengte wisselend pad afleggen of sensoren welke een wisselende druk aan de achterzijde van het stoorelement opnemen. Voorbeelden hiervan zijn magnetische opnemers waarbij een kogeltje heen en weer beweegt ten gevolge van de wisselende druk, capacitieve druksensoren, rekstrookjes welke een wisselende vervorming waarnemen of piëzo elektrische kristallen. Figuren 6.2 en 6.4 geven verschillende voorbeelden. Figuur 3.4: Stoorelementen met piëzo-elektrische, thermische en ultrasone opneemelementen. 12

3.3 Eigenschappen van vortexdebietmeter 1. Experimenten tonen aan dat het Strouhal-getal binnen bruikbare grenzen constant blijft vanaf een stromingssnelheid die overeenkomt met een Reynolds-getal Re = 10.000 (Zie figuur 3.48.b). Het Re-getal heeft hier betrekking op de afmetingen van het stoorelement, Re = vd/. Deze waarde beperkt de meter, althans in kleine doorlaten, tot toepassingen op stoffen met kleine viscositeit. 2. Binnen de bruikbare grenzen gelden naargelang de uitvoering de volgende waarden: Meetnauwkeurigheid : 0,5 tot 2% van de meetwaarde, typisch ± 0,75% voor vloeistoffen en ± 1,5% voor gassen (met Re > 104). Dit is beter dan bij meetflenzen met verschildrukomzetters maar ondergeschikt aan turbinedebietmeters. Reproduceerbaarheid : 0,1% permanent drukverlies bij nominale belasting : 0,25 tot 0,5 bar. Voor een correcte vortexvorming is het noodzakelijk dat het stromingsprofiel aan de ingang van het toestel ongestoord is. Als richtlijn voor de vereiste ongestoorde inloop- en uitloopstukken gelden dezelfde lengten als voor meetflenzen. Vortexmeters worden trouwens geconstrueerd met dezelfde standaardbuitenmaten als meetflenzen, zodat zij deze zonder probleem kunnen vervangen. Zo krijgt men een meting met grotere nauwkeurigheid en kleiner drukverlies. 3. Vortexdebietmeters geven als uitgang een frequentiesignaal dat proportioneel is aan het debiet zoals bij turbinedebietmeters, maar zij hebben geen bewegende delen, waardoor ze meer betrouwbaar zijn. De Vortex 10VT1000 debietmeter De vortex 10VT1000 is de debietmeter die in de proeffabriek gebruikt wordt. Dit is een zogeenaamde intelligente debietmeter. Er zit een microprocessor in. 13

4. Druk metingen. 4.1 Waarom meet je druk? Druk meet je voor iets te regelen in een proces. Je meet de druk dus voor het proces in de hand te houden. Je meet bijvoorbeeld de druk in een leiding, deze moet bijvoorbeeld 5 bar zijn, dit stel je in een programma, hiertussen zit de druktransmitter. Als de druk te hoog wordt kun je een klep opensturen zodat de druk weer zakt. 4.2 Hoe meet je de druk? De druk meet je met een druktransmitter. Hierboven zie je een druktransmitter. Hieronder zie je de opengewerkte druktransmitter. Het principe is vrij eenvoudig. 14

Je sluit de transimtter aan op de leiding waar de druk op staat. Deze druk komt tegen het membraam (groen). Via een elektrisch schakelingetje levert de transmitter een stroom van 4-20 ma. Dit heet live zero. Hiervoor heeft de transmitter nog een spanning nodig van 24 Volt DC. Bijvoorbeeld 4mA druk is 1 bar, en op 20mA is de druk 10 bar. De transmitter hangt weer aan een bus-systeem die naar het operator panel gaat. Hier kun je dam uitlezen hoeveel druk er in de leiding staat. Hierin zit dus het besturingssysteem, vanhieruit wordt alles gecontroleerd en gestuurd. 15

4.3 Transmitter callibreren. Een transmitter moet je eerst instellen. Je moet hem een naam geven, bijvoorbeelt pt1101 (pressure transmitter nr 1101). Je moet zijn maximale en minmale waarde ingeven, dus zijn meetbereik, bijvoorbeeld 0 tot 10 bar. Dan zal de transmitter bij 0 bar (minimaal) 4mA uitsturen en bij 10 bar (maximaal) 20mA uitsturen naar het operator panel. Je kunt er nog veel meer in programmeren van wat je wilt meten bijvoorbeeld in bar of kpa enz. Dit programmeren doe je mot een hart communicator. Zie hieronder. Hierboven is de meest gebruikte hart communicator. Hiermee programmeer je dus de transmitter, geeft hem een naam, de waardes die hij moet meten en wat hij moet meten. Ook kun je een transmitter uitlezen met de hart communicator. Het grote voordeel van een hart communicator is dat je hem zo in de kring kan prikken, en je kunt alle transmitters er mee uitlezen zoals, druk, flow, tempiratuur enz. Hierboven is te zien dat je de hart communicator zo kan bijprikken over de transmitter. Je kunt dus alles zo veranderen zonder dat het proces onderbroken moet worden. 16

4.4 Conclusie Hier heb ik besproken wat een druktransmitter en drukmeting inhoud. De werking is vrij simpel maar je kunt het zoveel uitbreiden en ingewikkelder maken als je maar wilt. Hierbij zie je ook dat regeltechniek toch wel belangrijk is in een proce 5. Temperatuursensoren 5.1 Thermokoppel: Wanneer 2 metalen met elkaar in contact worden gebracht ontstaat er een elektrische spanning die afhankelijk is van de temperatuur. Dit is in het kort het principe van en thermokoppel. Er zijn, afhankelijk van het temperatuurbereik en de chemische resistentie een groot aantal verschillende combinaties. Bv: Nikkel-Chroom (temp. bereik -200 C tot 900 C) of Koper-Nikkel (temp. bereik - 200 C tot 350 C) Het is met dit principe mogelijk om maximale temperaturen tot ca. 2300 C te meten. Het meetpunt (waar de 2 verschillende materialen samenkomen) wordt de 'hot junction' genoemd. In beschrijvingen van meters zult u echter ook de kreet 'cold junction' tegenkomen. Dit is de plaats waar de meetdraden verbonden worden aan het meetinstrument- aangezien ook hier een overgang tussen 2 verschillende metalen is, zal ook hier een elektrische spanning worden opgewekt. Deze spanning moet worden gecompenseerd om een juiste meetwaarde te krijgen: de 'cold junction' compensatie. (zit in iedere meter ingebouwd) Voordeel van dit principe: zeer breed temperatuurbereik Nadeel: lagere nauwkeurigheid 17

5.2 Pt100/Pt1000 (RTD) De RTD (Resistance Temperature Detector) werkt volgens het principe dat de weerstand van een bepaald materiaal (in vrijwel alle gevallen Platinum) onder invloed van de temperatuur wijzigt volgens een liniair verloop. Het Platinum wordt als 'opgerolde' draad uitgevoerd, waardoor nog al wat ruimte nodig is. Een Pt100 heeft een weerstand van 100Ω bij 0,0 C en geeft een weerstandsverandering van 0,00385Ω per C; bij een Pt1000 is de weerstand 1000Ω bij 0,0 C - voor de Pt1000 wordt het temperatuurbereik opgedeeld in meer 'stukjes' waardoor een grotere nauwkeurigheid ontstaat. Omdat de totale weerstand van een 'meetkring' bestaat uit de opgetelde weerstand van de Pt100 (of Pt1000) + de weerstand van de kabel waarmee de sensor aan het instrument is verbonden, zal de meter de kabelweerstand 'zien' als 'temperatuur'. (de meter meet immers de weerstand en 'vertaalt' die naar temperatuur) Door gebruik te maken van 3-draads of 4-draads Pt's wordt de meting voor de kabelweerstand gecompenseerd. Dit is vooral belangrijk bij lange kabels (bv > 100 meter) omdat hierbij de kabelweerstand een significante rol kan gaan spelen). Voordeel: hoge nauwkeurigheid en een redelijk breed temperatuurbereik; zeer goed toepasbaar in de industrie - robuust. Nadeel: de sensor neemt relatief veel ruimte in door de constructie (opgerolde draad). 18

5.3 Infra Rood: (extra aanvulling) Deze meting werkt volgens het principe dat ieder oppervlak IR 'licht' afgeeft afhankelijk van de temperatuur van dit oppervlak; infra rood valt tussen zichtbaar licht en radio frequenties en is niet zichtbaar. Door gebruik te maken van een sensor die het IR licht opvangt kan de temperatuur van een oppervlak worden bepaald. De 'ruwheid en de kleur' van het oppervlak speelt een belangrijke rol bij de nauwkeurigheid van deze meting. Gladde gepolijste oppervlakken (zoals chroom of roestvrij staal) zijn minder geschikt om met IR te meten; er ontstaat reflectie waardoor een onnauwkeurigheid wordt geïntroduceerd. Een 'niet glanzend' zwart oppervlak is het meest geschikt; hierbij is de reflectiefactor 1. Bij glanzende oppervlakken kan deze factor oplopen tot ca. 0,4 (de waarde die wordt afgelezen is in dit geval dus slechts 40% van de werkelijke waarde). Voordeel: gemakkelijk temperatuur meten zonder het object aan te raken (bv bij voedsel of - een heel andere toepassing - draaiende motoronderdelen tijdens bedrijf) Nadeel: er moet goed worden opgelet of er sprake is van reflectie omdat er anders foute conclusies kunnen worden getrokken 19

6. Toepassingen in de proeffabriek Hieronder is het Proces Flow Diagram van de twee warmtewisselaars in de proeffabriek. Jeroen, Michel en ik hebben dit als afstudeeropdracht gekregen. Ik leg hierna stukje bij beetje de diverse regelkringen uit. 20

6.1 Debiet Hieronder zien we het deel van de vortex debietmeter. Dit deel van de gehele regelkring is ervoor dat er geteld kan worden hoeveel water er per uur door de debietmeter vloeit. Met de toegepaste debietmeter is het mogelijk om: De totale hoeveelheid te meten vloeistof die de meter gepasseerd is De hoeveelheid inhoud die de meter per tijdseenheid passeert De soortelijke dichtheid van de vloeistof De massa van de vloeistof De datasheet van de flowmeter is te vinden in de bijlage. FIC 1202 is een Flow Indicating Control. Flow is het debiet. Dit is het brein achter deze regelkring. meet. D.m.v. FT 1202 (= flow transmitter) wordt het debiet gemeten. De FY 1202 is een regelaar voor de druk die naar FCV 1202 heengaat. Door te varieren in druk gaat de klep meer of minder open. FCV is een Flow Control Valve en is dus een klep die het debiet regelt. 21

6.2 Temperatuur Hieronder zien we het deel van de temperatuurregeling. Het tagnummer is hier 1201. Deze regeling komt een aantal keer voor, dus dit bespreek ik maar een keer. De TI 1201 is het brein achter dit deel van de schakeling. Dit is de temperatuur indicator. De TT 1201 is de temperatuur transmitter en de TE 1201 is de temperatuursensor zelf. Hieronder is het blokschema te zien van de temperatuurregeling. 22

7. Slot Het project Warmtewisselaar is achteraf een beetje tegengevallen. Er deden zich meer problemen voor dan we hadden verwacht. De software van DeltaV was moeilijk te begrijpen. Verder was het ook niet altijd even makkelijk hoe de sensoren en actuatoren contact maken met het DeltaV systeem. We hadden ook nog nooit met een vergelijkbaar systeem gewerkt. Het enige wat er een beetje op lijkt is de PLC, maar dit is toch weer wat anders. We hebben hier wel veel van geleerd. Omdat dit een project was met drie procestechniek leerlingen en drie elektrotechniek leerlingen moesten we ook heel veel samenwerken. Dit viel niet altijd mee. Mensen met een procestechniek achtergrond hebben soms een andere kijk op het proces dan mensen met een elektrotechnische achtergrond. Dit was in sommige gevallen ook een voordeel. Kwamen Jeroen, Michel of ik ergens niet uit dan kwamen Bas, Omar of Maarten Uyterhoeven er wel uit. 23