Messen, Steuern, Regeln mit SPS

Kompaktanlage mit Füllstands-, Durchfluss-, Druck- und Temperaturregelstrecken mit offenen elektrischen Schnittstellen zur Ansteuerung mit SPS oder Geräten Ihrer Wahl!

19.04.2004 Pressemeldung ADIRO Automatisierungstechnik GmbH

Die Prozesstechnik, ein Technikbereich der sehr verschiedenartige Prozesse und Verfahren umfasst. Dazu gehören z.B. die einfachen Grundprinzipien eines Wasserbehandlungsprozesses ebenso wie die Herstellung von Nahrungsmitteln und hochkomplexe technische Prozesse. Kein anderer Technologiebereich ist in seinen Spezifikationen so ausgeprägt. Oft sieht es so aus, als seien unzählige verschiedene Komponenten und Systeme für die Lösung des gleichen Problems eingesetzt.

Bei aller Komplexität und Kompliziertheit der Prozesstechnik - am Anfang stehen die steuerungs- und regelungstechnischen Grundbegriffe. Hier setzt das "Process Control System" an, ein Teil des Lernsystems "Automatisierungstechnik" von Festo Didactic. www.festo.com/didactic/de/ProcessAutomation

Regelungstechnik:

Die Kompaktanlage vereinigt in sich 4 Regelstrecken, die je nach SPS bzw. Regler einzeln oder kaskadiert betrieben werden können.

Beispiele von Regleraufgaben:

• 2-Punkt-Regelung beim Füllstand
• P-Regler bei der Druckregelstrecke
• I-Regler
• PID-Regler

Steuerungstechnik:

Die Anlage kann schon beginnend mit der SPS-Grundlagenvermittlung eingesetzt werden. Dazu sind binäre Ein- und Ausgangssignale nutzbar.

Eine einfache Steuerungsaufgabe könnte z.B. lauten:
Durch Betätigen der Starttaste soll die Pumpe anlaufen und Wasser in den oberen Behälter fördern. Bei Erreichen des Schwimmerschalters soll die Pumpe abschalten. Danach soll der Rücklauf in den unteren Behälter durch Umschalten des Pneumatischen Prozessantriebes geöffnet werden.

Lernziele

• Prozesstechnische Anlagen aufbauen, verrohren, verdrahten und in Betrieb nehmen
• Elektrische und prozesstechnische Größen wie Temperatur, Durchfluss, Druck und Füllstand messen, steuern und regeln
• Pneumatische Prozessantriebe montieren, verschlauchen, verrohren und verdrahten
• Prozesstechnische Anlagen überprüfen, warten und instandhalten
• Regelstrecken analysieren, Industrieregler parametrieren und optimieren
• SPS-Programme erstellen, anpassen, parametrieren
• SPS-Bausteine nutzen und anwenden
• Begrifflichkeiten der Prozesstechnik vermitteln, absperren, öffnen, schließen, regeln..
• Fließbilder und Dokumentationen lesen und erstellen
• Prozesse mittels PC bedienen und beobachten
• Feldbustechnik, z. B. PROFIBUS, kennen lernen und parametrieren

Zielgruppen - Auszubildende und Fachkräfte

• neu geordnete Berufe Elektroniker/-in, insbesondere die Fachrichtung Automatisierungstechnik, bisher Prozessleitelektroniker/-in
• weitere Elektroberufe, z. B. Mechatroniker/-in, Mikrotechnologe/-in
• Berufe der Verfahrenstechnik, wie Verfahrensmechaniker/-in für Kunststoff- und Kautschuktechnik, Glastechnik, Beschichtungstechnik
• Berufe der Nahrungsmittelproduktion, wie Fachkräfte für Lebensmitteltechnik, Süßwarentechnik, Fruchtsafttechnik
• Chemieberufe, wie Chemielaborant/-in, Chemikant/-in, Pharmakant/-in
• Umwelttechnische Berufe, wie Fachkraft für Wasserversorgung, Abwassertechnik, Rohr- Kanal- und Industrieservice
• Berufe der Biotechnik, wie Biologielaboranten, Biotechniker

Wesentliche Teilsysteme der Kompaktanlage

Durchflussregelstrecke:
Die Pumpe fördert aus dem Vorratsbehälter eine Flüssigkeit durch ein Rohrleitungssystem. Die Fliessgeschwindigkeit wird mit einem opto-elektronischen Flügelradsensor als Istwert erfasst. Es handelt sich um eine Regelstrecke mit Ausgleich (P-Strecke). Diese hat keine zeitliche Verzögerung. Im Regelkreis zusammen mit der Pumpe (PT1-Verhalten) entsteht eine gut regelbare Strecke.

Druckregelung:
Die Pumpe fördert aus dem Vorratsbehälter eine Flüssigkeit durch ein Rohrleitungssystem in einen mit Gas gefüllten Druckbehälter.
Der Systemdruck des Gases (Luft) im Druckbehälter wird mit einem piezoresistiven Relativ-Druckaufnehmer als Istwert erfasst.

2 Variationen der Stellgröße:

1. Durchflussregelung über die Pumpendrehzahl
2. Durchflussregelung über das Proportionalventil

Füllstandsregelstrecke:
Die Pumpe fördert aus einem Lagerbehälter eine Flüssigkeit in den obenliegenden Vorratsbehälter. Der Füllstand im Vorratsbehälter wird mit einem analogen Ultraschallsensor erfasst. Die Füllstandsregelstrecke kann als I- oder als PT1- Regelstrecke eingesetzt werden.

Temperaturregelstrecke:
Das Wasser im Reaktorbehälter des Wärmetauschers wird mit einer Heizung erwärmt und kann dabei mit der Pumpe umgewälzt werden. Ein PT100-Sensor dient zur Temperaturerfassung. Die Ein-/Ausschaltdauer des Heizelements bestimmt als Stellgröße die Heizleistung des Wärmetauschers.

Pneumatik im Zusammenhang mit Fließprozessen sehen und erleben:

• Bedeutung und Einsatzbereiche pneumatischer Prozessantriebe
• Dimensionierung, Auslegung und Anpassung von Schwenkantrieben für Armaturen unter dem Blickwinkel der "worst-case-Betrachtung"
• Betrachtung des Medienflusses, Gas, Flüssigkeit, Schüttgüter
• Normen für Armaturen und Antriebe, ISO 5211, DIN3337, VDI/VDE 3845 Namur
• Direkte Ansteuerung eines Antriebes über ein Namurventil
• Druckluftqualität, Definition der Klassen
• Ex-Schutz, Basisbegriffe, Definition von Gefahrenzonen
• Vermittlung technischer Grundlagen in den Schnittstellen Druckluft - Ventil - Antrieb - Armatur - Medien - Prozesssicherheit

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Schlagworte

• Naturwissenschaften