Prozessleittechnik: Steuerung und Automatisierung

Prozessleittechnik: Steuerung & Automatisierung

Störungen & Regelgrößen

Störungen sind beeinflussbare Variablen, die die Anregung verändern.

Feedback-Controller

Sensoren/Transmitter: Messen die Leistung und/oder Störungen und senden ein korrelierendes Signal.

Driver: Ändern die Systemdynamik durch Veränderung der Antriebsausgabe (z.B. Verstärker).

Arten von Treibern

• Zwei-Position
• Proportional
• Proportional-Integral (PI)
• Proportional-Integral-Differential (PID)

Zwei-Position-Controller

Dieser Treiber schaltet das Stellglied schnell zwischen zwei festen Positionen, abhängig vom Regelgrößenwert. Oft mit einem Differentialband oder einer neutralen Zone eingesetzt.

Instrumentierung & Prozesse

Plantabwicklung: Instrumente, Steuerung, Kontrollphilosophie, P&ID

Produktionsprozesse

Serienfertigung identischer Einheiten (z.B. Automobilproduktion).

Kontinuierliche Prozesse

„Lose“ Produkte mit erheblicher Bewegung und Lagerung von Flüssigkeiten, Gasen, Pasten und/oder Feststoffen, gekennzeichnet durch Änderungen der physikalisch-chemischen Bedingungen.

Pneumatische Instrumentierung

Feldsender erzeugen ein pneumatisches Signal (meist 3-15 bar), proportional zum Messwert.

Elektronische Instrumentierung

Seit dem Transistor hat sich die Elektronik stark verändert und die Mess- und Regeltechnik positiv beeinflusst. Elektronische Sender und Steuerungen ersetzen zunehmend Druckluft-Systeme (höhere Übertragungsgeschwindigkeit, geringere Störanfälligkeit, größere Reichweite) und ermöglichen komplexere Steuerstrategien zu geringeren Kosten. Standardisierung des Signals auf 4-20 mA DC.

Elektronische Steuerungen

Relaisschrank-Systeme werden seit den 1970er Jahren durch speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS/PLC) ersetzt, die eine zuverlässigere diskrete Signalverarbeitung ermöglichen.

Ablaufsteuerung

Ablaufsteuerung steuert Start und Stopp einzelner Anlagenteile und deren funktionale Beziehungen.

Betriebsarten

• Lokal: Bedienung von der Anlage aus.
• Fernbedienung: Bedienung von der Leitwarte aus (automatisch oder manuell).
• Automatisch: Anlagen werden von der Leitwarte aus gesteuert, mit minimalem Eingriff des Bedieners.
• Manuell: Einzelne Anlagenteile werden separat gesteuert.

Befehls- und Anzeigeeinrichtungen

a) Befehls- und Anzeigeeinrichtungen am Anlagenstandort: Taster und Selektoren für Start (ohne Selbstbehalt), Stopp (ohne Selbstbehalt) und Auswahl Lokal/Fernbedienung.

b) Befehls- und Anzeigeeinrichtungen an der Leitwarte: Taster und Anzeigen für Start, Stopp, Auswahl Automatik/Manuell.

Spezielle Tasten an der Bedienkonsole: Alarmauslösung, Seitenwahl, Informationsanzeige. Die Bedienung erfolgt über Bildschirme mit Mimic-Grafiken, Zustandsanzeigen, Alarmen (aktuell und quittiert), Prozessvariablen und weiteren Informationen.

Signale

Die SPS steuert die Regelalgorithmen und den Signalverkehr zwischen Leitwarte, Motor Control Center und Feldgeräten.

Regelphilosophie

Definiert den Betrieb der Anlage oder des Prozessleitsystems.

Automatisierungs- und Überwachungsstruktur

Die Anlage wird zentral von einer Leitwarte aus gesteuert und überwacht.

Betriebsebenen

Die Hauptverantwortung für die Kontrolle und Überwachung liegt beim Bedienpersonal in der Leitwarte.