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Ich wünschte, ich wüsste, was Prozesssteuerung ist!

Prozessautomatisierung steht auf drei Säulen: Messung, Steuerung und Aktion. Hier besprechen wir die zweite Säule, die Steuerung. Um einen Prozess zu automatisieren, müssen Sie die Variablen des Prozesses messen. Mit Variablen meinen wir alle Werte, die für Ausgang von guter Qualität wichtig sind. Die Temperatur einer Mischung, pH-Wert einer Flüssigkeit, Druck in einem bestimmten Punkt, Ebene eines Speichers – all dies könnte Ihr Produkt beeinflussen.

Bild für Prozesssteuerung
Mit freundlicher Genehmigung von writework

Feldgeräte wie Durchflussmesser und Drucktransmitter messen diese Variablen und erstellen die erste Säule der Prozessautomatisierung. Sie können diese Daten jedoch nur messen und speichern. Wenn Ihre Variablen die Bedürfnisse Ihres Prozesses nicht erfüllen, benötigen Sie ein Steuergerät. Das Steuergerät ist das Gehirn des Prozesses. Es liest und analysiert die Daten von den Feldgeräten. Wenn alle Werte ihren Sollwerten entsprechen, bleibt der Prozess unverändert. Sendet ein Gerät jedoch einen anderen Wert als den erwarteten, liest das Steuergerät das als Fehler. Es wird dann einen Steueralgorithmus anwenden, um eine Entscheidung zu treffen und ein Signal an die Aktuatoren (die letzte Säule der Automatisierung) zu senden. Die Aktuatoren können Teile des Prozesses verändern, um die Variable zum erwarteten Wert zu bringen.

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Beispiel für Prozesssteuerung

Nehmen wir an, Sie haben einen Mischtank mit zwei Chemikalien, die ihm zugeführt werden, eine Säure und eine Base. Sie wollen, dass die endgültige Mischung einen pH-Wert von 6 und eine Temperatur von 32 Grad Celsius (° C) hat. Das Steuergerät muss also die Mischung stabil an diesen Werten halten. Nehmen wir nun an, dass Ihre Feldgeräte Ihren Prozess messen und Messwerte von 4,5 pH und 26 °C an Ihr Steuergerät senden. Wenn es diese Daten empfängt, berechnet es einen Fehler von -1,5 pH und -6 °C. Nachdem es seinen Algorithmus ausgeführt hat, sendet es ein Signal an das Heizsystem und schaltet es an, und eines an die Pumpe, um mehr Säure in die Mischung einzuführen, bis diese die richtigen Werte erreicht. Dieses Beispiel stellt ein geschlossenes Steuerungssystemdar. Dieses Prozesssteuerungssystem erhält Feedback von den Sensoren, um den Prozess zu automatisieren und Fehler ständig zu korrigieren. In diesem Zusammenhang wird auch der Begriff Open-Loop-Steuerung verwendet. Diese Art des Systems hat keine Rückkopplung und somit keine Automatisierung. Ihre Mikrowelle läuft auf einem Open-Loop-System. Sie hört nicht auf, wenn Ihr Essen die gewünschte Temperatur erreicht, sondern wenn der Timer ausläuft. Sie hat ein Steuergerät, aber dieses hält nur für eine bestimmte Zeit die Motoren am Laufen. Dann beenden sie den Prozess. Dieses System zählt nicht als automatisierter Prozess.

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