Automatisch Besturingssysteem Quiz

Sensoren zijn apparaten die specifieke procesvariabelen meten in automatische besturingssystemen.

In automatische besturingssystemen worden transmitters gebruikt om gemeten informatie van sensoren naar de besturingsunit te sturen.

De controller in een systeem is verantwoordelijk voor het bewaken en regelen van het proces op basis van de ontvangen informatie.

Actuatoren (bijvoorbeeld motoren, magneten of kleppen) in een systeem brengen daadwerkelijk wijzigingen aan in het proces op basis van de instructies van de controller.

De interface in een besturingssysteem dient als middel voor operatoren om te communiceren met het systeem en te controleren wat er gebeurt.

Een Programmable Logic Controller (PLC) is een digitale computer die gebruikt wordt voor het automatiseren van industriële processen. Ze zijn speciaal ontworpen voor robuustheid, betrouwbaarheid en gebruiksvriendelijkheid in industriële omgevingen.

Een PLC kan geprogrammeerd worden om afwijkingen van de gespecificeerde limieten automatisch te corrigeren. Dit zorgt voor een stabielere werking van het proces.

Een PLC kan continu de status van apparatuur, zoals kleppen, bewaken en meldingen sturen bij storingen. Dit versnelt het opsporen en repareren van problemen.

PLC's zijn doorgaans zeer betrouwbaar, relatief goedkoop en gemakkelijk te installeren en te gebruiken. Bovendien kunnen ze gemakkelijk ge(her)programmeerd worden, zelfs door personeel zonder geavanceerde computerkennis.

Proportioneel-Integrale-Differentiële (PID) regeling is een veelgebruikt regelalgoritme in de industrie, bekend om zijn robuuste prestaties en gebruiksvriendelijkheid.

Het PID-algoritme bestaat uit drie basiscoëfficiënten (proportioneel, integraal en differentieel) die aangepast kunnen worden om een optimale respons te verkrijgen in het besturingssysteem.

In een closed-loop systeem wordt een sensor gebruikt om feedback te geven over de procesvariabele (bijv. temperatuur) aan het besturingssysteem. Het setpoint is de gewenste waarde voor deze procesvariabele.

Het besturingssysteem berekent de gewenste actuator-output (bijv. debiet) door proportionele, integrale en differentiële reacties te berekenen en op te tellen.

De gecombineerde respons van een regelaar die de huidige fout, de som van eerdere fouten (integratie) en de veranderingssnelheid van de fout (afgeleide) gebruikt om de uitvoer te bepalen.

De proportionele winst (Kp) is een maat voor de gevoeligheid van de regelaar voor de huidige fout.

Deze term bepaalt de omvang van de bijdrage van de som van eerdere fouten aan de totale controleactie.

De afgeleide winst (Kd) bestuurt de reactie van de regelaar op snelle veranderingen in de procesvariabele.

Het proces van het vinden van de optimale waarden voor Kp, Ki en Kd om een ideale respons van een besturingssysteem te krijgen.

Deze methode wordt gebruikt voor het vinden van de optimale proportionele winst (Kp) door de I- en D-termen op nul te zetten en de Kp te verhogen totdat de output van de lus oscilleert.

Deze methode, ontwikkeld door Ziegler en Nichols, vereist het vinden van de kritische winst (Kc) en de periodieke tijd (T) van de lus.

Het systeem wordt instabiel als de proportionaliteit winst te hoog is.

Thermische massaflowmeters gebruiken verwarmde elementen en temperatuursensoren om warmteoverdracht te meten en het debiet te berekenen. De temperatuursensoren reageren op de massastroom.

Thermische massaflowmeters meten de massastroom rechtstreeks, zonder extra druk- of temperatuurcompensatie, als de dichtheid en de specifieke warmte van de vloeistof constant blijven.

Thermische massaflowmeters zijn geschikt voor het meten van gassen zoals perslucht, stikstof, helium, argon, zuurstof en aardgas.

Voor agressieve gassen kunnen thermische massaflowmeters worden gemaakt van speciale legeringen, en voordrogen van het gas helpt corrosie te minimaliseren.

Vortex-flowmeters meten de trillingen van vortexen die worden veroorzaakt door een obstructie in de stroom.

De frequentie van de vortex-shedding is gerelateerd aan de stroomsnelheid, waardoor de flow kan worden gemeten.

Vortex-flowmeters worden ook wel vortex-shedding flowmeters of oscillerende flowmeters genoemd.

De vortex-shedding flowmeter meet de trillingen van de vortexen om de stroomsnelheid te bepalen.

De massastroom van een vloeistof kan gemeten worden met een Coriolis-flowmeter door de faseverschuiving te meten die ontstaat tussen de inlaat- en uitlaatsensor wanneer de vloeistof door de meter stroomt.

De kalibratie van de Coriolis-flowmeter hangt af van de stijfheid van de stromingsbuizen.

Temperatuur- en drukschommelingen kunnen de stijfheid van de stromingsbuizen beïnvloeden. Deze effecten kunnen echter gecompenseerd worden door druk- en temperatuurcompensatiefactoren.

Degradatie van de stromingsbuizen door bijvoorbeeld putjes, scheuren of corrosie kan leiden tot een verandering in de kalibratiefactor. Deze veranderingen kunnen niet dynamisch worden gecompenseerd, maar dienen door middel van regelmatige kalibratie gecontroleerd te worden.

Een elektromagnetische debietmeter is geschikt voor het meten van de massastroomsnelheid van warm- en koudwatertoevoer, omdat deze nauwkeurig is en tegen een lage prijs verkrijgbaar.

Een thermische gasmassaflowmeter is de beste keuze voor het meten van de massastroomsnelheid van gassen.

Het monitoren van energieverbruik van services zoals stoom is belangrijk voor energiemanagement, zoals de bewaking van efficiëntie en kosten.

Een Coriolis-flowmeter kan de massastroom van een vloeistof meten door de faseverschuiving te meten die ontstaat tussen de inlaat- en uitlaatsensor wanneer de vloeistof door de meter stroomt.

Het faseverschil tussen de inlaat- en uitlaatsensor in een Coriolis-flowmeter, is recht evenredig met de massastroom van de vloeistof.

De resonantiefrequentie van de buizen in een Coriolis-flowmeter is direct gerelateerd aan de massa van de vloeistof in de buizen, waardoor een dichtheidsmeting mogelijk is.

Wanneer een vloeistof over een cilindrische vaste barrière stroomt met een hoog Reynoldsgetal (>50) worden er vortexen gevormd aan de stroomafwaartse kant. Deze vortexen bewegen in twee 'rollen' achter de cilinder, afwisselend van boven- en onderkant. Dit patroon wordt de "von Karman-vortexstraat" genoemd.

De frequentie van vortex-shedding is direct gerelateerd aan het Reynoldsgetal, wat de stroomsnelheid, viscositeit en diameter van de cilinder omvat.

De frequentie van vortex-shedding is gelijk aan de trilling van het oscillerend element of de frequentie van drukverandering in een contactloze meetcel. Dit maakt het mogelijk om de stroomsnelheid van de vloeistof te meten.

Een dimensieloos getal dat de frequentie van vortex-shedding relateert aan de stroomsnelheid, de diameter van de cilinder en de viscositeit van de vloeistof.

Het Strouhal-getal is over een breed bereik van Reynoldsgetallen (102 tot 107) ongeveer constant en bedraagt ongeveer 0,18 voor een cilinder.

Het stroomsnelheidsprofiel, de vorm van de barrière en de verhouding tussen de diameter van de barrière en de pijp beïnvloeden het Strouhal-getal.

Correctiefactoren dienen te worden toegepast om rekening te houden met de invloed van deze factoren op het Strouhal-getal en de nauwkeurigheid van de meting te verbeteren.