Μετρήσεις & Έλεγχος Βιομηχανικών Διεργασιών (Instrumentation)

Το πρόγραμμα απευθύνεται σε τεχνίτες οργάνων και όλο το τεχνικό προσωπικό που εμπλέκεται με την επιλογή, εγκατάσταση, βαθμονόμηση, λειτουργία και συντήρηση συστημάτων μέτρησης και ελέγχου βιομηχανικών διεργασιών.

Η κατάρτιση του τεχνικού προσωπικού σε θέματα βιομηχανικών μετρήσεων και ελέγχου διεργασιών. Πιο συγκεκριμένα:

Σε επίπεδο γνώσεων:

• Να κατανοήσουν τις αρχές του αυτομάτου ελέγχου και να μπορούν να εξηγήσουν την αναγκαιότητα και τη σπουδαιότητα της ακρίβειας της μέτρησης στη διεργασία
• Να γνωρίζουν τις μονάδες μέτρησης των βασικών μεγεθών που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανικές διεργασίες
• Να είναι σε θέση να περιγράψουν τις βασικές αρχές λειτουργίας μετρητικών οργάνων πίεσης, θερμοκρασίας, ροής και στάθμης
• Να γνωρίζουν τις επιδράσεις του περιβάλλοντος εγκατάστασης στην ορθή λειτουργία των μετρητικών οργάνων καθώς και τα συνηθέστερα προβλήματα που μπορούν να προκύψουν κατά την εγκατάσταση
• Να κατανοήσουν τη δομή της εκάστοτε μετρητικής διάταξής και να διαχωρίζουν τα επί μέρους στοιχεία της
• Να γνωρίζουν τη βασική ορολογία των μετρήσεων
• Να μπορούν να απαριθμήσουν τα πλεονεκτήματα της χρήσης μεταδοτών σήματος (transmitters) έναντι του DirectWiring
• Να γνωρίζουν την αναγκαιότητα και τις διαδικασίες βαθμονόμησης ενός οργάνου
• Να αναγνωρίζουν τις βοηθητικές και ελεγχόμενες μεταβλητές και τους τύπους των ελεγχόμενων συστημάτων
• Να κατανοήσουν τις διαφορές ελέγχου ανοικτού & κλειστού βρόχου
• Να είναι σε θέση να διατυπώσουν τις βασικές διαφορές feedback και feedforward control
• Να μπορούν να εξηγήσουν τη σημασία της P, I και D δράσης του ελεγκτή και
• Να μάθουν τη χρήση και την επίδραση τους

Σε επίπεδο δεξιοτήτων:

• Να είναι σε θέση να επιλέξουν το κατάλληλο μετρητικό όργανο αναλόγως της φύσης της διεργασίας
• Να αποφεύγουν συνήθη λάθη εγκατάστασης μετρητικών διατάξεων
• Να μπορούν να συνδέσουν τις μετρητικές διατάξεις με συστήματα αυτοματισμού ανώτερου επιπέδου (PLC, Controllers?)
• Να μπορούν να συνδεσμολογήσουν ένα 4-20mA βρόχο
• Να μπορούν να σχεδιάσουν το block διάγραμμα μιας διεργασίας και να επισημαίνουν το setpoint, το σήμα μέτρησης, το σφάλμα, τις διαταραχές και την έξοδο του συστήματος
• Να μπορούν να επιλέξουν την κατάλληλη διορθωτική δράση (P,I,D) και το βαθμό επίδρασής της στο σύστημα
• Να μπορούν να κάνουν βασικές PID ρυθμίσεις

Σε επίπεδο στάσεων:

• Να ευαισθητοποιηθούν σε θέματα καλών πρακτικών εγκατάστασης και διαχείρισης μετρητικών διατάξεων με σκοπό την αξιοποίηση σημάτων απαλλαγμένων από θορύβους και παρεμβολές
• Να ευαισθητοποιηθούν σε θέματα νέων τεχνολογιών και τεχνικών προηγμένου ελέγχου διεργασιών
• Να εξοικειωθούν με την ορολογία του αυτομάτου ελέγχου και να την χρησιμοποιούν σωστά
• Να δοθούν κίνητρα για περαιτέρω προσωπική ενασχόληση με το αντικείμενο

Περιεχόμενα Σεμιναρίου
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