Systemy kontroli procesu (PCS), czasami nazywane przemysłowymi systemami sterowania (ICS), funkcjonują jako elementy wyposażenia wzdłuż linii produkcyjnej produkcja które testują proces na różne sposoby i zwracają dane do monitorowania i rozwiązywania problemów. Istnieje wiele typów systemów kontroli procesów, w tym kontrola nadzorcza i gromadzenie danych (SCADA) oraz programowalna logika sterowniki (PLC) lub rozproszone systemy sterowania (DCS), a ich zadaniem jest gromadzenie i przesyłanie danych uzyskanych podczas produkcja proces.
PCS może być stosunkowo prostym elementem z czujnikiem, często nazywanym przetwornikiem głównym otrzymuje dane wejściowe wraz z kontrolerem, który przetwarza dane wejściowe, i odbiornikiem, który przetwarza dane wejściowe wyjście.
Bardziej skomplikowane urządzenia PCS są zrobotyzowane i wykonują wiele zadań. Urządzenia PCS mogą przesyłać swoje dane do działu planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP) aplikacja komputerowa za pośrednictwem oprogramowania pośredniczącego zwana systemem realizacji produkcji (MES).
Czujniki
Na liniach produkcyjnych można wykonać dużą liczbę pomiarów. Czujnik urządzenia może rejestrować wiele pomiarów, w tym ciśnienie, natężenie przepływu, gęstość, kwasowość, prędkość, prędkość, naprężenie, temperaturę i wagę.
Czujniki mogą również wykryć, czy miała miejsce operacja, taka jak napełnienie butelki, czy osiągnięto prawidłowe ciśnienie lub czy została osiągnięta określona temperatura.
Na liniach produkcyjnych znajduje się wiele czujników należących do różnych obszarów, takich jak czujniki ciśnienia, przepływomierze, czujniki siły i czujniki temperatury.
Sprawdzanie ciśnienia
Czujnik ciśnienia można uruchomić mechanicznie, gdy przedmiot przejdzie przez czujnik. W swojej podstawowej postaci czujnik ciśnienia pokazuje odczyt na tarczy dołączonej do czujnika, ale może również elektronicznie przesyłać odczyt do aplikacji MES. Inne typy czujników obejmują:
- Czujnik ciśnienia tłoka: Ciśnienie wywierane przez przedmiot na linii produkcyjnej może popchnąć tłok, który ściska sprężynę. Ruch sprężyny wskazuje ciśnienie.
- Membrana: Na membranę działają niewielkie naciski, co jest sygnalizowane na tarczy.
- Rurka Bourdona: Ta pusta rurka prostuje się pod wpływem ciśnienia. Można go używać do pomiaru różnic ciśnień.
Przepływomierze
Przyrząd do pomiaru przepływu mierzy liniowe, nieliniowe, masowe lub objętościowe natężenie przepływu cieczy lub gazu.
Wybierając przepływomierz dla linii produkcyjnej, musisz znać informacje na temat używanego płynu, szybkości ruchu i sposobu rejestrowania przepływu. Typy przepływomierzy obejmują:
- Wyporność wyporowa: Te przepływomierze wykorzystują efekt mechaniczny do pomiaru przepływu. Prędkość obrotowa miernika wskazuje przepływ cieczy.
- Przepływ różnicowy: Przepływomierz różnicowy identyfikuje przepływ i przetwarza go na różnicę ciśnień, którą można zmierzyć.
- Wnioskowanie: Przepływomierz wnioskowania mierzy przepływ w oparciu o wpływ przepływu. Może to być proste ramię wirnika poruszane przez przepływ. Im szybciej porusza się rotor, tym szybszy jest przepływ.
Siła testowa
Czujnik siły mierzy wywierane siły i moment obrotowy. Czujniki te zwykle zawierają tensometry i mogą przekazywać informacje wymagane do pomiarów siły. Czujniki siły mogą być mechanicznymi, hydraulicznymi lub elektrycznymi tensometrami.
- Mechaniczne: Działają podobnie do działania normalnej skali, w której sprężyna porusza się pod wpływem siły. Ugięcie sprężyny jest wprost proporcjonalne do przyłożonej siły, zatem ruch jest pokazany na skali.
- Hydraulika: Często określana jako hydrauliczne ogniwa obciążnikowe. Ogniwo zawiera ciecz, która pod wpływem przyłożonej siły znajduje się pod ciśnieniem. Czujnik dokonuje pomiaru poprzez wyświetlenie ciśnienia na tarczy.
- Tensometr: ten metalowy cylinder jest ściskany pod wpływem siły. Można zmierzyć skurcz cylindra, ponieważ siła powoduje zwiększony opór mierzony przyłożonym prądem elektrycznym.
Wykrywanie temperatury
Czujnik temperatury przekształca temperaturę na inną wielkość, taką jak mechaniczny ruch tarczy lub napięcie elektryczne.
- Termopara: Thomas Seebeck odkrył, że przewodnik poddawany gradientowi termicznemu generuje napięcie. Termopary to zwykle przewody izolowane od siebie tworzywem sztucznym lub włóknem szklanym.
- Rozszerzalność cieczy: Czujniki te działają jak termometry, które można wypełnić rtęcią lub parującym płynem stosowanym w lodówkach. Zmiany temperatury powodują rozszerzanie się lub parowanie cieczy, przez co w czujniku znajduje się ciśnienie. Zmiana jest pokazywana na prostym manometrze.
- Bimetaliczny: Kiedy dwa metale są sztywno połączone ze sobą w postaci dwuwarstwowego paska i podgrzewane, różnica w szybkości rozszerzania między dwoma metalami powoduje wygięcie paska. W przypadku czujników na linii produkcyjnej pasek jest skręcony w długą, cienką cewkę wewnątrz rurki. Jeden koniec jest zamocowany na dnie tubusu, a drugi obraca się i przesuwa wskazówkę na tarczy.
