Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Instrumentointi ja sähköistys - Coggle Diagram
Instrumentointi ja sähköistys
Automaatiotoimintojen tunnistaminen: piirit ja positiotunnukset (piiripositiot ja laitepositiot)
Prosessien vaikea hallinta ilman automatiota
Prosessitekniset vajavaisuudet: Epästabiilit järjestelmät
Häiriöiden kompensointi Laatuvaatimukset
Yksinkertaisten ohjaustoimintojen korvaaminen automaatiolla:
Venttiilien ja pumppujen ohjaaminen
Yksittäisille ihmisille paljon vastuualuetta
Vaativien ohjaustoimintojen osittainen korvaaminen automaatiolla:
Lentokoneiden ja laivojen autopilotit
Simulaattoreiden ja tekoälyn käyttö
Ohjaus ja säätöjärjestelmät
Automaatiojärjestelmät (Distributed Control System
DCS), mittaus-, ohjaus- ja säätötoiminnat
Logiikkajärjestelmät (Programmable Logic
controller PLC), mittaus-, ohjaus- ja säätötoiminnat
PI-kaaviot
Posiotiotunnukset
kirjain mittaussuure tai alkuperä
tavallisimmat D, F, L, M, P, Q, T, S
– Lisäkirjaimet ilmaisevat toimintaa tai laitetta
tavallisimmat A, C, D, E, I, K, S, T, V, Z
Perusmittaukset ja anturien toimintaperiaatteet
piiriyksiköt
Säätöpiiri:
jatkuva ja on-off
Säätöpiirin moodit
A: Automaattiajomoodissa säädin vertailee mittaus- ja asetusarvojaan sekä laskee erotuksen ja säätöalgoritminsa perusteella ohjausarvon toimilaitteelle.
M: Käsiajomoodissa operaattori voi asetella säätimen ulostuloa (ohjausarvoa) halutusti, jos mikään ei sitä estä. Käsiajomoodi on harvemmin käytössä
Säätöpiirillä on lisäksi toiminta moodit
R: Kaskadimoodissa (Remote R, Computer C tai Cascade C) asetusarvo tulee muusta piiristä tai laskennasta
L: Paikallismoodissa (Local L) operaattori antaa vakioasetusarvon ja tarvittaessa muuttaa sitä.
Aseteltava ohjauspiiri:
venttiili ja moottori
(+ taajuusmuuttaja)
Käy-seis-moottoripiiri
Auki-kiinni-venttiilipiiri
Mittauspiiri:
analoginen ja binäärinen
esim: lämpötila-, paine-, ja pintamittauspiirit
Mittausluokat:
Jatkuvat, koko ajan tunnistelevat:
Tavoiteluokka
Jatkuvat, näytettä tunnistelevat:
Yksinkertaiset analysaattorit
Jaksolliset, näytteiden esikäsittelyä vaativat:
Monimutkaiset analysaattorit
Erillistä näytteenottoa vaativat
Näytteenottoa ja käsityötä vaativa analysointi
Pääpiierien Toimintamoodit
toiminta-tahot: Käsiajo ja automaattiajomoodi
Mittauspiirillä ei ole erityistä toimintamoodia, koska ko. piirissä ei ohjata mitään.
Kenttälaitteiden liittäminen ohjausjärjestelmiin IO-liitännöillä ja kenttäväylillä: viestialueet ja kenttäväyläprotokollat
Standardiiviestit:
1. VIRTA- JA JÄNNITEVIESTIT
-
virtaviesti 4-20mA suositeltavin
-
virtaviesti 0-20mA voi käyttää
-
jänniteviestit 1-5V, 0-5V, 0-10V ja
-10..+10V sisäiseen tiedonsiirtoon
2. KENTTÄVÄYLÄVIESTIT
-
Hart, Profibus-perhe, Foundation Fieldbus-perhe
-
binäärikoodattu tietoliikenne
-
käyttö vähitellen vakiintunut
Hart:
kehittäjänä Rosemount 80-luvulla
Profibus:
-Taustalla Siemens
-Mukana uusimmissa kenttäväylä standarneissa (2014, 2019)
Profibus DP
-yleinen n. 15 vuotta
-suorat ja säädeltävät sähkökäytöt
Profibus PA
-Älykkäille instrumenteille
-Myös räjähdysvaallisten tilojen kenttälaiteille
-esim paine-, pinta-, lämpötila-, virtauslähettimet
Foundation Fieldbus:
taustalla worldFIP
3. PNEUMAATTISET VIESTIT
paineviesti 20-100 kPa nykyään harvinainen
Kenttäväylien suunttelu ja huolto
Lukujen binäärinen koodaus
Mittalaitteiden kalibrointi ja viritys
Mittausluokat:
1:Jatkuva
2:Jatkuva, näyteperusteinen
3:jaksottainen, näyteprosessointi
4:yksittäiset näytteet
Lineaarinen ominaiskäyrä
viesti alue x1- x2
(esim 4..20mA)
mittaus alue y1-y2
(esim -100..200ºc)
termoelementti
tuntoelin on se joka mittaa lämpötilaa
jännite muuttuu lämpötilan funtiona
virtaama
mittalaippa virtaama mittauksessa
soveltuu vain puhtaat aineet, kuten vedelle ja höyrylle, ei kiintoaineille
magneettiputki
soveltuu sähköäjohtaville aineille esim jätevesi
ultraääni mittaus (putkessa)
soveltuu erityisesti massavirtaukselle
paineen mittaus
P = F / A
jossa
[P] = N/m2
[F] = N
[A] = m2
ilman normaalipaine 101,3kPa tai 1,013 bar
pinnan mittaus
binääriset anturit
pintakytkin on kytkinlaite joka antaa ulostuloviestin ON tai OFF
PI kaaviossa käytetään pääpositiona LS-761
venttiilit
toimiyksikkö = toimielin + toimlaite
kaksi peruskäyttötapaa
1. on-off-käyttö
esim palloventtiili + magneettiventtiili + paineilmatyösylinteri
2. säätökäyttö
esim palloventtiili + asennoitin+ paineilmatyösylinteri
Analoginen ja digitaalinen tiedonsiirto
tiedonsiirto
langaton
ilmassa
langallinen
parikaapeli
avoin rakenne, toimii johdin antennissa suurilla taajuuksilla (kierretty parikaapeli)
Koaksiaalikaapeli
epäsymmetrinen rakenne, johto voi olla taipuisa, kaapelin taivutus voidaan käytännössä tehdä vain muutaman kerran
Optinen kuitu
Signaalinkäsittelyn perusteet: desibeli, spekrianalyysi, oskilloskooppi
