Naarmate de productieschaal zich blijft uitbreiden en de productietechnologieën zich verder ontwikkelen, is er een toenemende vraag naar hogere niveaus van automatisering in productieprocessen. Als gevolg daarvan hebben industriële instrumenten een ontwikkelingsproces ondergaan van niet-bestaan tot bestaan, van eenvoud tot complexiteit, en van mogelijkheden met één-functie tot meerdere-functies. Vanaf de vroegste meet- en weergave-instrumenten ter plaatse- voor temperatuur (bijv. glazen thermometers), druk (bijv. drukmeters met U--buis), stroming (bijv. debietmeters met glazen rotor) en vloeistofniveau (bijv. niveaumeters met glazen buisjes), evenals eenvoudige on-regelaars op locatie, is de industrie geleidelijk geëvolueerd naar externe transmissie, gecentraliseerde weergave en afstandsbedieningsmogelijkheden. Naast de toenemende verscheidenheid aan detectie-elementen en instrumenten voor het meten van verschillende parameters, heeft de ontwikkeling van procescontrole-instrumenten zich snel voltrokken, en evolueerde van pneumatische eenheidscombinatie-instrumenten, elektrische eenheidscombinatie-instrumenten, elektronisch geïntegreerde besturingsapparatuur tot industriële computerbesturingssystemen.
Instrumenten voor industriële automatisering zijn divers en op basis van het proces van informatieverwerving, -overdracht, -reflectie en -verwerking worden ze onderverdeeld in vijf hoofdtypen: (1) detectie-instrumenten; (2) Weergave-instrumenten; (3) Controle-instrumenten; (4) Aandrijvingen; (5) Gecentraliseerde bewakings- en controleapparatuur.
Detectie instrumenten
Tijdens productieprocessen veranderen de temperatuur, druk, stroomsnelheid, niveau en andere fysieke hoeveelheden van het medium op verschillende locaties in apparatuur en pijpleidingen snel en zijn ze voortdurend in beweging. Er worden detectie-instrumenten gebruikt om de waarden van deze fysieke grootheden op elk moment te meten.
Op basis van de verschillende procesparameters die worden gemeten, kunnen detectie-instrumenten in de volgende typen worden ingedeeld:
1. Temperatuurinstrumenten:Veelgebruikte instrumenten voor temperatuurmeting zijn glasthermometers, bimetaalthermometers, druk-type (thermowell) thermometers, temperatuurschakelaars, thermokoppels, thermistors, evenals stralings-type hoge- temperatuurmeters zoals optische hoge- temperatuurmeters en foto-elektrische colorimetrie hoge-temperatuurmeters.
2. Drukinstrumenten:Drukmeetinstrumenten worden gebruikt om druk, vacuüm en drukverschil te detecteren. Op basis van hun werkingsprincipes kunnen ze worden ingedeeld in: elastische manometers (verder onderverdeeld in bourdonbuismanometers, membraanmanometers, capsulemanometers, drukschakelaars, enz.); sensor-manometers (zoals resistieve, capacitieve, inductieve en Hall--effectmanometers); manometers voor vloeistofkolommen (zoals manometers met U--buis, rechte buis en schuine buis); en zuigermanometers, die zeer nauwkeurig zijn en doorgaans worden gebruikt voor het kalibreren van standaardmanometers.
3. Flowmeters:Debietmeetinstrumenten zijn er in een grote verscheidenheid, waarbij de meest gebruikte momenteel de instrumenten zijn die bestaan uit een smoringsapparaat en een drukverschilstroomtransmitter. Veelgebruikte smoorinrichtingen zijn onder meer openingsplaten, mondstukken en venturibuizen. Andere veelgebruikte stroommeters zijn onder meer watermeters, rotorstroommeters, elliptische tandwielstroommeters, doelstroommeters, elektromagnetische stroommeters, vortexstroommeters, Annubar-stroommeters en massastroommeters.
4. Niveaumeters:Niveaumeters meten voornamelijk het vloeistofniveau van een specifiek medium of het grensvlak tussen twee vloeistoffen met verschillende dichtheden in torens, tanks of containers, evenals het materiaalniveau van vaste materialen. De meest voorkomende vloeistofniveaumeters zijn vloeistofniveaumeters met glazen buisjes en vloeistofniveaumeters met glazen platen. Andere typen zijn onder meer vloeistofniveaumeters met verschildruk en vloeistofniveaumeters van het drijfvermogen- (zoals vloeistofniveaumeters met vlotterkogels, vloeistofniveauschakelaars, vloeistofniveaumeters met vlottertrommels, vloeistofniveaumeters met vlotterboeien, vloeistofniveaumeters met stalen tape en weeginstrumenten voor het vloeistofniveau in tanks). Voor niveaudetectie van vast materiaal zijn er resistieve niveaumeters, capacitieve niveaumeters, niveauschakelaars, niveaumeters van het gewicht-type, niveaumeters van het vork-type, ultrasone niveaumeters en radioactieve niveaumeters.
5. Instrumenten voor componentenanalyse:Componentanalyse-instrumenten worden gebruikt om de samenstelling van procesmedia te bepalen en de concentratie van een specifieke component (of meerdere componenten tot aan de gehele samenstelling) te meten. Op basis van hun werkingsprincipes kunnen ze worden ingedeeld in elektrochemische analysatoren (zoals geleidbaarheidsmeters, industriële pH-meters, zirkoniumoxide-analysatoren, enz.), thermische analysatoren (zoals thermische geleidbaarheidsanalysatoren, thermisch-chemische analysatoren, infraroodanalysatoren), magnetische analysatoren, fotometrische colorimeters, massaspectrometers en industriële gaschromatografen.
Bij het installeren van online componentanalysatoren is het over het algemeen noodzakelijk om de monsters voor-te behandelen om ervoor te zorgen dat hun toestand, temperatuur, druk, stroomsnelheid en andere parameters voldoen aan de operationele vereisten van de analysatoren. Daarom moet een leidingsysteem dat bestaat uit componenten zoals filters, stofafscheiders, droogvaten, koelers, rotameters, waterafdichtingen, kleppen en leidingen worden geconfigureerd om een algemene voorbehandeling- van de monsters uit te voeren. Voor bepaalde speciale media (zoals rookgasmonsters, gasmonsters op hoge-temperatuur zoals ovengas, analysemonsters van zware olie, monsters van corrosieve componenten en monsters van omgevingsmonitoring) is het bemonsteringsvoorbehandelingssysteem- uitgebreider. Dergelijke voor-voorbehandelingssystemen in afgewerkte vorm worden bemonsteringsvoor-apparaten genoemd.
Bovendien worden sommige meetinstrumenten voor fysieke eigenschappen, zoals vochtmeters, vochtigheidsmeters, dichtheidsmeters, concentratiemeters, troebelheidsmeters en viscositeitsmeters, vaak geclassificeerd onder instrumenten voor componentanalyse.
6. Mechanische hoeveelheidsinstrumenten:Veelgebruikte mechanische meetinstrumenten in de industrie zijn onder meer diktemeters, thermische uitzettingsdetectoren, spanningsdetectoren, doorbuigingsdetectoren en apparaten voor het detecteren van astrillingen, asverplaatsing en rotatiesnelheid in roterende machines (zoals grote stoomturbinecompressoren), evenals weegapparatuur (zoals elektronische bandweegschalen, detectieapparatuur voor bandafwijking en slip, weegdisplay-instrumenten en weegapparatuur voor het inpakken).
Instrumenten weergeven
Deze instrumenten worden gebruikt in combinatie met detectie-instrumenten om de momentane waarden van gemeten parameters aan te geven of te registreren. Voorbeelden zijn onder meer bewegende-spoelindicatoren zoals verhoudingsmeters en millivoltmeters, digitale weergave-instrumenten en elektronische potentiometers en elektronische balansbruggen (die kunnen worden gecombineerd met elektrische of pneumatische regelaars om samengestelde instrumenten te vormen) voor het aangeven of registreren van de temperatuur, evenals cumulatieve- instrumenten met stroomaccumulatiefunctionaliteit.
Controle-instrumenten
Regelinstrumenten ontvangen niet alleen meetsignalen van procesdetectie-instrumenten en zenders voor weergave, maar geven ook stuursignalen af om de werking van actuatoren (actuatormechanismen en regelkleppen) te regelen, waardoor ze een gesloten-regelsysteem vormen.
Besturingsinstrumenten kunnen grofweg worden onderverdeeld in twee typen op basis van het signaaltype: analoge besturingsinstrumenten en digitale besturingsinstrumenten.
1. Analoge besturingsinstrumenten omvatten op de basis-gemonteerde instrumenten, unitcombinatie-instrumenten (pneumatisch, elektrisch) en geassembleerde instrumenten.
(1) Eenheidscombinatie-instrumenten zijn onderverdeeld in verschillende eenheden op basis van hun functies in het besturingssysteem. Elk unit-instrument bestaat onafhankelijk en kan indien nodig willekeurig worden gecombineerd tot verschillende detectie- en regelsystemen, waardoor een flexibele en gemakkelijke systeemconfiguratie wordt geboden. Signaaloverdracht tussen eenheden maakt gebruik van een uniform standaardsignaal (ook bekend als een analoog signaal). Eenheidscombinatie-instrumenten werden op grote schaal gebruikt van de jaren vijftig tot het begin van de jaren zeventig en vertegenwoordigen werkelijk functioneel gedistribueerde instrumenten, wat betekent dat een enkel instrument wordt gebruikt om een specifieke vereiste functie uit te voeren.
Opgemerkt moet worden dat de zendereenheden in eenheidscombinatie-instrumenten (behalve temperatuurzenders) functioneel tot de categorie detectie-instrumenten behoren.
Eenheidscombinatie-instrumenten worden verder geclassificeerd in pneumatische eenheidscombinatie-instrumenten en elektrische eenheidscombinatie-instrumenten op basis van hun werkende energiebron:
Pneumatische unitcombinatie-instrumenten:Combinatie-instrumenten met pneumatische eenheden zijn voortgekomen uit de originele pneumatische instrumenten. Deze instrumenten gebruiken perslucht van 0,14 MPa als energiebron en gebruiken perslucht met een druk van 0,02 tot 0,1 MPa als uniform signaal. Omdat zowel de werkenergie als de signaaloverdracht gebruik maken van perslucht, bezitten pneumatische instrumenten inherent explosiebestendige eigenschappen als ze worden toegepast in aardolieraffinage- en chemische productiefaciliteiten. Hun nadeel is echter dat de pneumatische signaaloverdrachtsafstanden over het algemeen beperkt zijn tot maximaal 150 meter; wanneer de transmissieafstanden deze limiet overschrijden, treden vertragingen in de signaalvoortplanting op, wat de gevoeligheid van de weergave en regeling beïnvloedt. Combinatie-instrumenten voor pneumatische eenheden omvatten de volgende eenheidsinstrumenten:
A. Transmittereenheden (dat wil zeggen zenders) omvatten onder meer druktransmitters, verschildruktransmitters, doel--type flowtransmitters, ingebouwde- flowtransmitters met plaatopeningen, enkele (of dubbele) flensverschildruktransmitters (niveautransmitters), interne (of externe) vlotterniveautransmitters en temperatuurtransmitters.
B. Display-instrumenten zoals kleurenbandindicatoren, staafindicatoren, multi-naaldindicatoren, indicatorrecorders en totalisators.
C. Instrumenten voor besturingseenheden omvatten indicatorcontrollers, recordcontrollers, cascadecontrollers en proportionele (integrale, afgeleide) controllers.
D. Rekeneenheidinstrumenten zoals optellers, vermenigvuldigers en ratiocalculators.
e. Setpoint-eenheidinstrumenten, zoals setpointregelaars en tijdprogramma-setpointregelaars.
F. Hulpeenheidinstrumenten, zoals pneumatische (Q-type) actuatoren, handmatige/automatische schakelactuators, hoge (lage) waardekiezers, relais, schakelaars, begrenzers, verhoudingsregelaars, belastingsverdelers en hoge-flowfilter-regelkleppen.
Combinatie-instrumenten elektrische eenheid:Combinatie-instrumenten voor elektrische eenheden gebruiken gelijkstroom als hun energiebron. Deze instrumenten hebben drie ontwikkelingsfasen ondergaan als gevolg van de modernisering van hun elektronische basiscomponenten: Type I (vacuümbuiscircuits), Type II (transistorcircuits) en Type III (lineaire geïntegreerde schakelingen). Momenteel zijn de typen I en II uitgefaseerd en niet meer in gebruik. Type III wordt nog steeds op grote schaal toegepast in aardolieraffinage- en chemische productiefaciliteiten. De hier besproken elektrische eenheidcombinatie-instrumenten hebben uitsluitend betrekking op Type III. Type III elektrische instrumenten worden gevoed door een DC 24V-voeding. Signaaloverdracht tussen individuele instrumenten in de controlekamer maakt gebruik van DC 1-5V-spanningssignalen, terwijl de communicatie tussen controlekamerinstrumenten en ter plaatse-geïnstalleerde zenders, regelkleppen en actuatoren gebruik maakt van DC 4-20mA-stroomsignalen. Om aan verschillende explosie{13}}eisen te voldoen, worden in het veld-geïnstalleerde zenders en de daarmee verbonden invoer-/uitvoereenheden in de controlekamer (veiligheidswachters, veiligheidsbarrières) verder geclassificeerd in explosie-veilige typen en intrinsiek veilige typen. Bovendien zijn er, als gevolg van de ontwikkelingsbehoeften van industriële computerbesturingstechnologie, de afgelopen jaren intelligente eenheidsinstrumenten op basis van microprocessors ontwikkeld, die een nieuwe categorie van elektrische eenheidsinstrumenten zijn geworden.
Combinatie-instrumenten voor elektrische eenheden omvatten de volgende eenheden:
A. Transmittereenheden (dat wil zeggen zenders) omvatten druktransmitters, verschildruktransmitters, doel--type flowtransmitters, ingebouwde- flowtransmitters met plaatopeningen, enkele (of dubbele) flensverschildruktransmitters (niveauzenders), interne (of externe) vlotterniveautransmitters, zenders voor temperatuur (of temperatuurverschil), intelligente druktransmitters en intelligente differentiaaldruktransmitters, onder andere.
B. Instrumenten voor weergave-eenheden zijn onder meer enkele (of dubbele) naaldindicatoren, kleurenbandindicatoren, enkele (of dubbele) naaldalarmen, enkele (of dubbele) penrecorders, multi-puntindicatorrecorders, proportionele (of vierkantswortel) integrators, enz.
C. Instrumenten voor de besturingseenheden omvatten indicatorcontrollers, SPC/DDC-back-upcontrollers, multi--controllers voor het volgen van klepposities, speciale-functiecontrollers, integrators en differentiatoren, enz.
D. Instrumenten voor rekeneenheden zijn onder meer optellers, vermenigvuldigers, delers en wortelrekenmachines, enz.
e. Instrumenten voor conversie-eenheden omvatten stroomsignaalomzetters, puls-/spanningsomzetters, frequentie-/stroomomzetters, impedantieomzetters, functieomzetters, elektrische/pneumatische omzetters en pneumatische/elektrische omzetters, enz.
F. Instrumenten voor de setpoint-eenheid omvatten setpoint-controllers met constante stroom, ratio-setpoint-controllers, snelheids-setpoint-controllers, alarm-setpoint-controllers, parameterprogramma-setpoint-controllers en tijdprogramma-setpoint-controllers, enz.
G. Instrumenten voor hulpeenheden zijn onder meer elektrische (D-type) actuatoren, DDC-actuators, veiligheidshouders, veiligheidsbarrières, verdelers, spanningskasten, signaalkiezers, isolatoren, omvormers, liften, signaaldempers, signaalomkeerders, signaalbegrenzers en selectieschakelaars voor de snelheid-van-veranderingen.
(2) Modulair geïntegreerd controle-instrument
Dit is een nieuwe serie in de ontwikkeling van procesbesturingsinstrumenten, ook wel modulair geïntegreerd besturingsapparaat genoemd. Het maakt gebruik van een modulaire assemblagestructuur, waardoor een flexibele en gemakkelijke configuratie van procesbesturingssystemen mogelijk is. Het systeem maakt intern gebruik van een 0-10V DC-spanningssignaalsysteem en kan verschillende pneumatische en elektrische signalen (waaronder stroom, spanning, contacten, pulsen, frequentie en codering) ontvangen van velddetectie-instrumenten en detectie-elementen.
Modulair geïntegreerde besturingsapparaten omvatten de volgende instrumenten en componenten:
A. Ingangs-/uitgangscomponenten: ingangsconversiecomponenten, uitgangsconversiecomponenten, pulsconversiecomponenten, mV/V-conversiecomponenten, P/E-conversiecomponenten, cumulatieve power driver-componenten, enz.
B. Signaalverwerkingscomponenten: signaalbuffercomponenten, relaisbuffercomponenten, signaalgeneratiecomponenten (hellinggeneratiecomponenten, timingcomponenten, enz.), analoge berekeningscomponenten (vermenigvuldigings-/deelcomponenten, vierkantswortelcomponenten, optelcomponenten, functiecomponenten, beperkende componenten, signaalselectiecomponenten, enz.), accumulatiecomponenten, alarmcomponenten en logische componenten.
C. Regelcomponenten: PID-componenten (proportionele, integrale, afgeleide componenten), dynamische compensatiecomponenten, trackingcomponenten, multi-uitvoerinterfacecomponenten en audio-visuele besturingscomponenten.
D. Hulpcomponenten en andere componenten: componenten voor stroomverdeling, componenten voor signaalverdeling, schakelcomponenten, setpointcomponenten, relaiscomponenten en bewakingscomponenten.
e. Weergave- en bedieningsinstrumenten: enkele (dubbele) aanwijzerindicatoren, enkele (dubbele) penrecorders, drie (vier) penrecorders, trendrecorders, draagbare controllers, bedieningsdisplays en bedieningseenheden.
(3) Op de basis-gemonteerde regelinstrumenten
Tijdens de ontwikkeling van industriële automatiseringsinstrumenten, van lokale detectie en weergave tot gecentraliseerde besturing, ontstond er een type instrument dat meet-, weergave- en regelfuncties integreert. We noemen dit een op een basis-gemonteerd regelinstrument of eenvoudigweg een op een basis-gemonteerd instrument. Voorbeelden zijn onder meer het aangeven en registreren van regelaars met pneumatische regelaars en enkele lokale regelaars met enkele regelfuncties (zoals temperatuurregelaars, drukregelaars, verschildrukregelaars en debietregelaars). Op de basis-gemonteerde regelinstrumenten worden verder geclassificeerd in pneumatische en elektrische typen op basis van hun krachtbron.
Zelf-werkende toezichthouders zijn ook een soort lokaal regulerend instrument. Ze zijn genoemd naar hun afhankelijkheid van het gemeten medium als energiebron en worden daarom ook wel direct-werkende regelaars genoemd. Bovendien worden zelf-werkende regelaars, omdat ze geïntegreerd zijn met hun regelkleppen, ook wel zelf-regelkleppen genoemd. Veelgebruikte zelf-regelaars zijn onder meer zelf-temperatuurregelaars, zelf-drukregelaars en zelf-debietregelaars.
2. Digitale controle-instrumenten
Digitale besturingsinstrumenten omvatten gedistribueerde besturingssystemen (DCS), programmeerbare logische controllers (PLC), industriële besturingscomputers (IPC) en veiligheidscontrolesystemen (FSC).
In de jaren zestig, vanwege de grootschalige en complexe aard van industriële productieprocessen, waren controlesystemen voor industriële automatisering nodig om grote hoeveelheden gegevens te verwerken, geavanceerde computercontrole uit te voeren, informatiecommunicatie te vergemakkelijken, gecentraliseerde weergave en bediening te realiseren en de besturingsprecisie te verbeteren. Conventionele analoge instrumenten konden niet langer aan deze eisen voldoen, wat leidde tot de adoptie van computerbesturingssystemen, waardoor het uitgebreide controleniveau van productieprocessen verder werd verbeterd. Naarmate de controlefuncties echter sterk gecentraliseerd werden, werd ook het risico op ongevallen sterk geconcentreerd. Als het computerbesturingssysteem niet goed zou functioneren, zouden controle, monitoring en bediening onmogelijk worden, wat aanzienlijke verstoringen van de productie zou veroorzaken en mogelijk tot grote ongelukken zou leiden.
Na de jaren zeventig, met de komst van grootschalige geïntegreerde schakelingen en microprocessors, en verdere ontwikkelingen op het gebied van besturingstechnologie, weergavetechnologie, computertechnologie en communicatietechnologie, werden nieuwe procesbesturingssystemen op basis van microprocessors en microcomputers ontwikkeld, zoals het Distributed Control System (DCS). DCS erft de voordelen van conventionele analoge instrumenten en computer-gebaseerde besturingssystemen. Terwijl de gecentraliseerde weergave en bediening en het gecentraliseerde beheer behouden blijven, wordt de controlebevoegdheid gedecentraliseerd, waardoor de veiligheid en betrouwbaarheid van het besturingssysteem verder worden vergroot. Dit komt omdat DCS microprocessors verdeelt op basis van besturingsfuncties of besturingsgebieden. Elk controlestation uitgerust met een microprocessor kan meerdere tot tientallen lussen besturen, en door meerdere controlestations te combineren kan het hele productieproces worden gecontroleerd, waardoor een gedecentraliseerde controle wordt bereikt en risico's worden gespreid. Op basis hiervan wordt een grote hoeveelheid informatie via datacommunicatiekabels verzonden naar het microprocessor-CRT-weergave- en bedieningsstation van de centrale controlekamer, waar deze informatie wordt geconcentreerd voor weergave of opname. Tegelijkertijd is het productieproces, in combinatie met computers op het hoogste-niveau (computers voor procesbeheer en computers voor productiebeheer), onderworpen aan gecentraliseerde monitoring en beheer.
Gedistribueerde controlesystemen kunnen continue controle, batchcontrole (intermitterende) controle, sequentiële controle, data-acquisitie en -verwerking en geavanceerde controle realiseren, waarbij operationeel management nauw wordt geïntegreerd met het productieproces. Gedistribueerde besturingssystemen hebben ook zelfdiagnostische functies-, waardoor inspectie van systeemhardware en -software mogelijk is. Wanneer ze een fout detecteren, geven ze hoorbare en visuele alarmen af en geven ze de locatie van de fout weer.
Een gedistribueerd besturingssysteem bestaat doorgaans uit veldcontrolestations, CRT-beeldscherm- en bedieningsstations, communicatienetwerken en randapparatuur zoals printers.
In de daaropvolgende ontwikkeling werden de besturingscommunicatiefuncties van gedistribueerde besturingssystemen steeds verfijnder en gestandaardiseerd. Op basis van de nadruk van hun besturingsfuncties werden programmeerbare logische controllers (PLC's) gescheiden van gedistribueerde besturingssystemen (DCS's), die zich voornamelijk richtten op lusbesturing. Het oorspronkelijke doel van PLC's was het vervangen van traditionele op relais-gebaseerde, in elkaar grijpende alarmsystemen. Hun invoer-/uitvoersignalen zijn allemaal schakelsignalen en ze gebruiken softwareprogrammering om functies uit te voeren zoals logica, volgorde, timing, tellen en berekening, waardoor ze geschikt zijn voor complexere vergrendelingssystemen. Het belangrijkste kenmerk van PLC's is hun "programmeerbaarheid"; het simpelweg veranderen van het programma kan het besturingsschema veranderen. De betrouwbaarheid, flexibiliteit, operationele snelheid en de complexiteit van de besturingsschema's overtreffen die van relaiscircuits ver.
PLC's hebben zich snel ontwikkeld, waardoor hun analoge besturingsfuncties en rekenmogelijkheden zijn verbeterd en zelfs dynamische grafische CRT-displays, databasebeheer en het genereren van bestanden zijn geïntegreerd. Ondertussen hebben DCS-systemen de technische kenmerken van PLC overgenomen, waardoor de batchverwerking en sequentiële besturingsfuncties zijn versterkt. Deze functionele overlap tussen de twee systemen verkleint het onderscheid tussen DCS en PLC, waardoor hun grenzen steeds vager worden. Naarmate gedistribueerde besturingssystemen zich blijven ontwikkelen, met name op het gebied van systeemminiaturisatie en ontwerpen op micro-grootte, intelligente veldtransmitters, gestandaardiseerde veldbussen, gestandaardiseerde communicatienetwerken, wederzijdse integratie tussen DCS en PLC, de integratie van bewakingscomputers en pc's in DCS-systemen, en verdere verfijning van systeemsoftware, zullen gedistribueerde besturingssystemen steeds beter aanpasbaar worden aan diverse procescontrolevereisten en betere technische en economische prestaties bereiken voordelen.
Veldbus (FCS) is een digitale, seriële, multi-punts-, bidirectionele communicatiedatabus die wordt geïnstalleerd tussen apparaten op de productielocatie en automatische besturingsapparatuur in de controlekamer. Het basisconcept is dat controlestations, intelligente regelaars en andere apparaten in de controlekamer niet langer verbinding hoeven te maken met veldinstrumenten (zoals zenders, regelkleppen, schakelaars) via hun respectievelijke input/output (I/O)-kanalen, maar ze in plaats daarvan moeten verbinden met het H2-hoge-snelheidskanaal van de veldbus via hun respectieve seriële interfaces, en ze vervolgens via een H2/H1-brug met de H1-veldbus moeten verbinden. waardoor communicatie mogelijk wordt tussen H1- en H2-veldinstrumenten voor het monitoren en detecteren van het productieproces.
Omdat de veldbus het communicatienetwerk op het laagste-niveau is dat veldapparatuur (veldapparatuur en veldinstrumenten) met elkaar verbindt en veldcontrole- en veldcommunicatiefuncties integreert, zijn de knooppunten van het veldbuscommunicatienetwerk intelligente zenders (waaronder temperatuur, druk, flow, niveau, procesanalysatoren, enz.) en intelligente actuatoren.
Industriële computers worden geclassificeerd in basisautomatiseringsbesturingsapparaten en beheercomputers op basis van hun besturings- en beheerfuncties. Hiervan vormen basisautomatiseringsapparaten het eerste niveau van besturing op meerdere- niveaus, waaronder gedistribueerde besturingssystemen (DCS), programmeerbare logische controllers (PLC), directe digitale besturingsapparaten (DDC) en veldbusbesturingssystemen (FCS). Computers voor procesbeheer dienen als machines op het hoogste-niveau van basisautomatiseringsapparaten, die behoren tot het tweede niveau van controle op meerdere-niveaus; productiebeheercomputers zijn van toepassing op het derde tot en met het vijfde niveau van controle op meerdere-niveaus.
Aandrijvingen
Actuators, ook wel regelkleppen genoemd, bestaan uit twee delen: het actuatormechanisme en de klep. Op basis van de krachtbron van het actuatormechanisme worden ze ingedeeld in vier hoofdcategorieën: pneumatische regelkleppen, elektrische regelkleppen, hydraulische regelkleppen en hybride regelkleppen. Pneumatische regelkleppen worden verder onderverdeeld in regelkleppen van het membraan-type, regelkleppen van het zuiger-type en regelkleppen met lange- slag, op basis van de vorm van hun actuatormechanisme.
Gecentraliseerde bewakings- en controleapparaten
Gecentraliseerde bewakingsapparatuur maakt gebruik van detectie-elementen of sensoren om gemeten variabelen of alarmcontactsignalen centraal weer te geven; gecentraliseerde besturingsapparaten besturen actuatoren volgens vooraf-ingestelde programma's met behulp van een reeks gemeten variabele signalen. Gecentraliseerde bewakings- en besturingsapparaten omvatten verschillende apparaten voor gegevensverzameling, signaalalarmapparaten, veiligheidsdetectieapparaten, industriële televisie- en afstandsbedieningsapparaten en apparaten voor sequentiële besturing. Gecentraliseerde bewakings- en controleapparaten worden over het algemeen in de volgende categorieën ingedeeld:
1. Tot de apparaten voor veiligheidsbewaking behoren detectie- en alarmapparatuur voor ontvlambare gassen, detectie- en alarmapparatuur voor giftige gassen, vlammonitors, automatische ontstekingsapparatuur, beveiligingsapparatuur voor verbranding, detectieapparatuur voor olielekkage en detectieapparatuur met hoge- weerstand, enz.
2. Industriële televisiesystemen bestaan uit camera's en hun hulpapparatuur (zoals verlichting, zuivering, koelapparatuur en gemotoriseerde draaitafels), beeldschermen en hulpapparatuur (zoals controllers, verdelers, compensatoren en schakelaars).
3. Afstandsbedieningen ontvangen variabele invoersignalen, verwerken de informatie, geven alarmen weer op schermen en sturen besturingssignalen uit naar de besturingskant.
4. Signaalalarmapparaten omvatten knipperende signaalalarmen, intelligente knipperende alarmapparaten, relaiscircuitalarmsystemen en andere soorten signaalalarmapparaten.
5. Apparaten voor sequentiële besturing omvatten beveiligingssystemen voor relaisvergrendeling, logische bewakingsapparatuur, apparaten voor sequentiële besturing en intelligente sequentiële controllers.
6. Alarmapparatuur voor gegevensverzameling en patrouilledetectie omvat apparatuur voor gegevensverzameling en alarminstrumenten voor patrouilledetectie.
Andere automatische besturingsapparatuur
Deze categorie apparatuur omvat voornamelijk verschillende soorten instrumentenpanelen (kanaal-type, kast-type, frame-type, paneel-type), instrumentenkasten, bedieningsconsoles, isolatiedozen (beschermingskasten), voedingsdozen, enz.
Automatisering materialen
Automatiseringsmaterialen hebben betrekking op de materialen die nodig zijn voor de installatie van instrumenten en die verschillend van type zijn, zoals druk-geleidende leidingen (naadloze stalen buizen, roestvrijstalen buizen, hoge-drukleidingen), luchttoevoerleidingen (gegalvaniseerde stalen buizen, koperen buizen) en luchtsignaalleidingen (koperen buizen, koperen kabelbuizen, nylon kabelbuizen, verbindingskasten), elektrische leidingmaterialen (gelaste stalen buizen, gegalvaniseerde stalen buizen), kleppen, flenzen en fittingen in verschillende leidingsystemen, materialen voor elektrische apparatuur voor automatisering (kabels, draden, aansluitdozen, elektrische apparatuur en componenten), instrumentkabelgoten, hoekstaal, kanaalstaal en andere structurele staalmaterialen die worden gebruikt om beugels en steunen voor instrumentapparatuur te vervaardigen, isolatiematerialen voor verwarming, en corrosie-bestendige coatingmaterialen, enz.