Effiziente Prozessautomatisierung

Easy Going

Programmierbare, schaltende Sensoren ermöglichen substanzielle Systemkostenreduktion in der Prozessautomatisierung.

Mit der Entwicklung und Markteinführung der programmierbaren, schaltenden Sensoren „Easy On/Off Regelsysteme“ macht Bürkert einen großen Schritt in Richtung Optimierung der Prozessautomatisierung. Das Konzept der binären Regelung von Sensoren/Schaltern über ein Display ermöglicht im Idealfall eine Reduktion der „Total Cost of Ownership“ von mehr als 60 Prozent. Dieser überraschend hohe Wert kann durch Dezentralisierung der Intelligenz erzielt werden. Die sogenannte elektronische Intelligenz ermöglicht nicht nur die Kompensation von externen Umgebungseinflüssen wie Temperatur, Alterung und elektromagnetischen Störfeldern, sondern erlaubt es auch, direkte Regelkreise zwischen Sensor/Schalter und Ventil zu entwickeln.
Außerdem beinhalten die „Easy On/Off Regelsysteme“ die direkte Kommunikationsmöglichkeit zu einer programmierbaren Steuerung. Eine Feldbusanbindung ist selbstverständlich ebenfalls möglich. Aus diesem Grund kann die kleinste „Regelzelle“, nämlich der Easy-Link-Regelkreis, in ein Master-Automatisierungskonzept eingebunden werden, was zu einer weiteren Optimierung der Kosten führt.

„Easy“ Kosten senken
Kürzen von Systemkosten ist heute eine der Hauptaufgaben für einen Prozessingenieur, welcher zur Optimierung verpflichtet ist. Bürkert‚s Innovation gibt dem Ingenieur das dazu nötige Werkzeug in die Hand, da die neuentwickelten Systeme am Prinzip der dezentralen Intelligenz im Regelkreis gebunden sind. Mit diesen Easy On/Off Regelkreisen können Druck, Durchfluss, Temperatur, Füllstand und analytische Variablen gemessen, angezeigt, protokolliert und geregelt werden. Das intelligente System wurde mit einer anwenderfreundlichen Bedienoberfläche ausgestattet, wodurch ein leichtes Programmieren des Systems mit direkter Ventilverbindung möglich wird. Das Display zeigt den Prozesswert in großen, leicht lesbaren Ziffern, neben einer Analoganzeige in der Form eines Balkens für schnelle Trenderkennung.

Tabelle 1

Es besteht ein Zusammenhang zwischen Messmethode und Systemgenauigkeit oder Prozesszeit. Dieser Zusammenhang kann mit einer Überschlagsformel leicht berechnet werden, wodurch der erfahrene Prozesstechniker in der Lage ist, zu entscheiden, ob ein On/Off oder ein kontinuierliches Regelsystem verwendet werden soll. Es liegt auf der Hand, dass beispielsweise ein Glühofen oder ein großer Tank, in welchem Fermentation mit einer bestimmten Temperatur durchgeführt werden soll, ein eher träges Prozessverhalten zeigen (siehe Tabelle 1). Als Konsequenz wird ein On/Off Regelsystem sehr oft als das Richtige für die Auslegung einer derartigen Temperaturregelung gesehen. Die Regeltheorie lehrt jedoch, dass es nicht so bedeutend ist, die absolute Zeit zu beachten, vielmehr ist das Verhältnis zwischen Prozesszeit und interner Totzeit ausschlaggebend. Mit dieser Kenntnis ausgestattet und dem neuen Easy On/Off Regelsystem, lässt sich ein breites Feld von neuen Applikationen finden.

Zusammenfassung
Mit der Einführung der dezentralen Intelligenz bei den Sensoren/Schaltern, führt das Systemdenken zu entsprechend besseren Lösungen für eine effiziente Prozessautomatisierung. Die Kombination von Easy On/Off Regelsystemen mit Sensoren, Ventilen und dem geeigneten Applikations-Engineering bringt dem Anwender signifikante Kosteneinsparungen unter und weiters eine höhere Verlässlichkeit der Prozessdaten-Kommunikation.

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Parameter Applikation T1 Totzeit (Tt)
Temperatur kleiner Ofen 5 bis 15 min 0,1 bis 1,5 min
großer Ofen 10 bis 60 min 0,1 bis 2,0 min
Raumheizung 10 bis 80 min 0,5 bis 3,0 min
Swimmingpool 6 bis 8 h 5 bis 10 min

Druck Gasleitung 50 bis 100 ms 20 bis 100 ms
Drucktank 1 bis 60 s 0,05 bis 2 s

Niveau Dampfkessel 10 bis 60 s 0,01 bis 0,1 s
Wassertank 5 bis 60 s 0,10 bis 0,2 s
(V>20 dm3 )

Durchfluss Wasserleitung 100 bis 200 ms 100 bis 200 ms
Wassertank 5 bis 60 s 0,1 bis 0,2 s

Tabelle 1: Die Tabelle zeigt einige typische Prozesszeiten für verschiedene Applikationen.