Μετρήσεις & Έλεγχος Βιομηχανικών Διεργασιών (Instrumentation)

Εισαγωγή στις Μετρήσεις

• Μετρήσεις Μεταβλητών Βιομηχανικών Διεργασιών
• Μεγέθη αναφοράς. Το σύστημα S.I. Πρότυπα βιομηχανικά σήματα
• Αναλογικές – Ψηφιακές Μετρήσεις
• Γενικά στοιχεία για τους transmitters. Πηγές σφαλμάτων αισθητηρίων οργάνων
• Βρόχοι 4 – 20mA

Μετρήσεις Πίεσης

• Θεωρητικό πλαίσιο μετρήσεων πίεσης. Κλίμακες. Μεγέθη- Μετατροπές
• Μέθοδοι μέτρησης πίεσης. Τεχνολογίες Οργάνων (Strain Gauges, Capacitance…)
• Διαφορικοί μεταδότες πίεσης
• Αστοχίες και προβλήματα. Παράγοντες που επηρεάζουν την ακρίβεια της μέτρησης
• Σύγκριση-Επιλογή-Εγκατάσταση οργάνων μέτρησης πίεσης

Μετρήσεις Ροής

• Γενική θεωρία. Ορισμοί. Παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό παροχής
• Μετρητικές διατάξεις ροής
• Μετρητές ροής Διαφορικής πίεσης (orifice, venturi…)
• Μετρητές ροής θετικής Μετατόπισης (piston, rotary vane…)
• Μετρητές ροής Ταχύτητας (turbine, electromagnetic, ultrasonic…)
• Μετρητές ροής Μάζας (coriollis…)
• Πλεονεκτήματα – Μειονεκτήματα. Επιλογή Εγκατάσταση

Μετρήσεις Θερμοκρασίας

• Θεωρητικό πλαίσιο – Μονάδες μέτρησης – Θερμοκρασίες αναφοράς
• Μηχανικά θερμόμετρα επαφής
• Ηλεκτρικά θερμόμετρα επαφής.
• Θερμοζεύγη (T/C). Αρχή λειτουργίας. Τύποι. Προστασία. Επιλογή T/C βάση διεργασίας
• Καλώδια επέκτασης – μεταφοράς σήματος T/C
• Καλές πρακτικές μέτρησης θερμοκρασίας
• Θερμόμετρα αντίστασης – RTD. Pt -100. Συνδεσμολογίες (2,3,4 αγωγών)
• Ανοχές – σφάλματα
• Σύγκριση. Πλεονεκτήματα – Μειονεκτήματα κάθε τύπου
• Χρήση μεταδοτών (transmitters). Πλεονεκτήματα έναντι Direct Wiring

Μετρήσεις Στάθμης

• Θεωρία. Τύποι αισθητηρίων. Επιλογή κατάλληλου τύπου
• Μηχανικοί – ηλεκτρικοί μετρητές (υπερήχων, RADAR…) Οδηγίες εγκατάστασης
• Έμμεση μέτρηση στάθμης με μετρητές πίεσης

Βαθμονόμηση των Οργάνων

Γενικά για τον Αυτόματο έλεγχο

• Η σημασία του αυτόματου ελέγχου Τύποι Ελεγχόμενων Συστημάτων
• Η έννοια της διεργασίας Ο έλεγχος των  διεργασιών
• Η αναγκαιότητα του ελέγχου και η σημασία του στη διατήρηση σταθερής ποιότητας προϊόντος, στην αποδοτικότητα και την ασφάλεια.

Θεωρία ελέγχου

• Ελεγχόμενα συστήματα. Αυτορυθμιζόμενα και μη.
• Οι  βρόχοι  ελέγχου και η λειτουργία τους
• Βασικές διαδικασίες που είναι αναγκαίες για να υπάρχει έλεγχος διεργασιών (μέτρηση, σύγκριση, ρύθμιση)
• Κατανόηση εννοιών – Ορολογία
• Βασικές  μεταβλητές που συνήθως ελέγχουμε στις βιομηχανικές διεργασίες
• Τύποι Ελέγχου, Πλεονεκτήματα:
  •  Χειροκίνητος vs αυτόματος έλεγχος αναδράσεως
  •  Έλεγχος ανοικτού βρόχου vs έλεγχος κλειστού βρόχου

Στοιχεία Βρόχων Ελέγχου και ISA συμβολισμοί

• Στοιχεία  ενός βρόχου ελέγχου & λειτουργία τους: Μετρητικά Όργανα, Ελεγκτες, Τελικά Στοιχεία Ελέγχου
• Σήματα ρεύματος 4 – 20 mΑ &  πλεονεκτήματα τους  σε αντιστοιχία με τα άλλα ασθενή σήματα
• Τελικά στοιχεία ελέγχου, μέθοδοι λειτουργίας τους, επίδραση τους στο βρόχο ελέγχου και πιθανές εφαρμογές τους (παραδείγματα).
• Ορολογία & συμβολισμοί, Ανάγνωση & ερμηνεία σχεδίων P&ID’s (Piping &  Instrumentation Drawings)

Ελεγκτές, Αλγόριθμοι Ελέγχου και Ρυθμίσεις

• Τύποι ελεγκτών και διαφορές. Discrete, multistep και continuous.
• Γενικοί  στόχοι  στη ρύθμιση του ελεγκτή (controllers tuning)
• Βασικός μηχανισμό επίδρασης, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των ενεργειών ελέγχου: Proportional (Αναλογική Δράση), Integral (Ολοκληρωτική Δράση), Derivative (Διαφορική Δράση)
• Παραδείγματα εφαρμογών που οι παραπάνω ενέργειες ελέγχου μπορούν να χρησιμοποιηθούν
• Βασικές διαδικασίες ρύθμισης ελεγκτών.

Βρόχοι Ελέγχου Διεργασιών

• Λειτουργία και τις διαφορές μεταξύ του feedback και του feedforward ελέγχου
• Σύνθετοι τύποι ελέγχου: Cascade control