Regellussen zijn systemen die door ontwerpers worden toegepast in verschillende industriële toepassingen om procesvariabelen (PV's) op een gewenste waarde of instelpunt (SP) te houden. Controlelussen zijn belangrijk voor het handhaven van de stabiliteit van een systeem en voor het consistent produceren van het gewenste resultaat van een proces.
Een temperatuurregellus is een van de meest voorkomende voorbeelden van een regellus. Control loops werken om de temperaturen in onze huizen en kantoren te handhaven. Ze worden ook gebruikt voor een reeks immersie- en industriële verwarmingssystemen. Temperatuurregellussen zijn als volgt ingesteld:
- -Het te controleren proces wordt vastgesteld. In het geval van een temperatuurregellus verwijst dit naar de temperatuur van een stof die wordt verwarmd, zoals de watertemperatuur.
- -Sensoren meten de proceswaarde (PV), of in dit geval de actuele waarde van de temperatuur. Sensoren komen in de vorm van thermostaten in verwarmingssystemen voor huishoudelijk gebruik, terwijl industriële toepassingen meestal het gebruik van thermokoppels, RTD's en thermistors toepassen.
- -Sensoren voeren de gemeten waarde van de proceswaarde naar de temperatuurregelaar. Dit initieert het controleproces dat nodig is om het instelpunt (gewenste temperatuur) te bereiken.
- -Het laatste regelelement ontvangt de gemanipuleerde waarden van de controller en verlaagt of verhoogt de temperatuur fysiek.
Alle regellussystemen bevatten een gecoördineerde reeks elementen die nodig zijn om een regeldoel te bereiken. Regellussystemen zijn verkrijgbaar in verschillende configuraties, afhankelijk van het type industrie en de specificatie van het gebruik. Ze volgen echter allemaal een vergelijkbaar ontwerpprincipe.
De kerncomponenten
Controlelussen zijn in wezen feedbacklussen omdat ze foutdetectie en de implementatie van een feedbackcorrectie omvatten. Het proces wordt bereikt door verschillende hardwarecomponenten in een circuit te koppelen. Dit betreft een productiesequentie of -systeem dat een enkele variabele of meerdere variabelen omvat die moeten worden gecontroleerd.
De componenten in een gesloten regellus worden overeenkomstig opgesteld. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat alle componenten te allen tijde in de juiste volgorde worden gekoppeld. Elke verstoring binnen het systeem leidt tot een stopzetting van het geautomatiseerde proces. Bijvoorbeeld overschakelen naar een handmatige controller.
Sensoren en transducers
Sensoren zijn de eerste meetinstrumenten in een regellus. Ze zetten de procesvariabele om in overeenkomstige analoge of digitale signalen die door de controller worden gelezen en vervolgens worden vergeleken met het gewenste instelpunt. Metingen worden meestal weergegeven in elektrische lading, spanning of pneumatische druk. Als de meetwaarde van de sensor buiten de’regelband van het instelpunt ligt, opent of sluit de regelaar vervolgens de aan/uit-schakelaar die de verwarming in- of uitschakelt totdat de gewenste temperatuur is bereikt.
Er is een breed scala aan sensoren op de markt verkrijgbaar. Deze worden toegepast op basis van het type te meten variabele. Watlow levert temperatuursensoren zoals thermokoppels of RTD's . Deze bieden een hoge temperatuur diëlektrische sterkte die ervoor zorgt dat signalen getrouw worden overgedragen naar de instrumenten of bedieningselementen.
Transducers zijn geavanceerde sensoren die bepaalde waarden verder transformeren door middel van signaalconditionering. In elektrische instrumenten kan stroom bijvoorbeeld worden omgezet in spanningsmetingen. Deze conversieapparaten zijn ook verkrijgbaar in verschillende vormen volgens hun werkprincipes, zoals capaciteit en zelfgenererende eigenschappen.
Zenders kunnen worden toegepast om de signalen te standaardiseren die door de regellus worden gecirculeerd, waarbij parameters op afstand worden bewaakt en beheerd. Deze apparaten die nauw met sensoren werken, kunnen omgaan met verschillende signalen, zoals druk, debiet en temperatuur.
De gemeten waarden binnen een besturingssysteem worden weergegeven aan operationeel personeel. Dit wordt bereikt door middel van indicatoren, zoals drukmeters of digitale displays op een controller.
Controllers
De controller is het apparaat binnen de regellus dat de metingen interpreteert die door de sensor worden gevoed en de te ondernemen regelactie bepaalt op basis van een vergelijking van die waarde met het instelpunt. Er zijn verschillende versies van het apparaat, waaronder de temperatuur-, vermogens- en procescontrollers van Watlow .
De controller vereist een invoer van gemeten meetwaarden. Dit zijn gecontroleerde variabelen en een weergave van de SP (instelpunt) uitgedrukt als een gemeten waarde. PID (proportional integral derivative) controllers worden door professionals beschouwd als de meest effectieve en stabiele controllers die op de markt verkrijgbaar zijn.
Controllers beginnen met het verwerken van de gemeten waarden via een component die de foutdetector wordt genoemd. De foutdetector bepaalt of de gemeten PV is uitgelijnd met de SP- of referentiewaarde.
Controllers gebruiken foutsignalen om volgende controleacties uit te voeren die worden uitgevoerd om de SP te bereiken. Daarom moeten foutdetectoren foutsignalen genereren voordat besturingsacties worden overgebracht. Controlehandelingen worden traditioneel geëvalueerd door pneumatische of elektronische signaalverwerking.
Recente technologische ontwikkelingen hebben echter een aanzienlijke toename van het gebruik van computerevaluaties laten zien. Geautomatiseerde of “slimme” controllers worden in alle sectoren gewaardeerd voor hun capaciteit bij het verwerken van multivariabele systemen met intensieve activiteiten. Enkele effectieve voorbeelden van slimme controllers zijn de ASPYRE®-lijn van vermogenscontrollers van Watlow en de PM PLUS-temperatuurregelaar .
Eindbesturingselementen en actuatoren
De laatste besturingselementen zijn de elementen die besturingsactiesignalen ontvangen van de controller. Ze passen de procesvariabele aan op de gewenste parameter. Responstijd is integraal in het ontwerp van een effectieve thermische lus. Dit verbetert crisisbeheersing sterk in het geval dat een PV buiten het gewenste SP valt.
Aandrijvingen zijn het meest cruciale onderdeel binnen de uiteindelijke controle-elementen, wat een directe invloed heeft op het controleproces. De component initieert verandering door het verwerken van geëvalueerde controleacties, die de overgang van PV naar SP regelt.
Deze apparaten worden in de meeste industriële omgevingen gewoonlijk vertegenwoordigd door een klepsteel of verwarmingsspiraal. Er kunnen extra apparaten zoals klepstandstellers worden geïnstalleerd om de responssnelheid van actuatoren zoals regelkleppen te verbeteren. Herpositioneerders helpen om de exacte positie van de klep (actuator) vast te stellen volgens het uitgangssignaal van de controller.
Industriële regellussen
De meeste complexe verwerkingsfuncties worden bediend op basis van de grondbeginselen van een regellus. Regellussen worden breed toegepast binnen industriële regelsystemen (ICS) en gedistribueerde regelsystemen (DCS) voor verschillende doeleinden. Deze omvatten toepassingen zoals kwaliteitscontrolesystemen, voedselverwerkingen waterbehandeling.
Regellussen worden ook toegepast in industriële architectuur via digitale veldnetwerken zoals Fieldbus . In dergelijke situaties worden verschillende regellussen toegepast op basis van de mate van risico en functionaliteit die bij het project betrokken is. Digitale veldnetwerken werken via digitale signalen, in tegenstelling tot de meer gangbare analoge variant. En doe dit volgens een strikt protocol dat eigendom is van specifieke bedrijven.
Watlow is de toonaangevende wereldwijde leverancier van industriële technologie. Ons brede scala aan producten omvat geavanceerde thermische producten, waaronder verwarmingen, temperatuursensoren, controllers en software voor OEM's. We bieden technische expertise en thermische technologie waarmee onze klanten kunnen gedijen.