Introductieles voor cursus Meet- en regeltechniek - hoofdstuk 2

Hoofdstuk 2

Functies van de regelaar

Figuur 6 Hardware-regelaar

De regelaar heeft verschillende functies:

• Het invoeren van de gewenste waarde
• Regelparameters instellen
• Het vergelijken van gewenste waarde met de gemeten waarde
• Op basis van dit verschil een stuursignaal ‘berekenen’ (op basis van regelparameters)
• Een signaal sturen naar het corrigerend orgaan (regelklep)
• Het uitlezen van gewenste waarde, gemeten waarde en uitgangssignaal
• De regeling instellen op handbediening of automatisch

De intelligente regelfuncties (het instellen) zitten in de (elektronische) regelaar. Dit kan een losse component zijn (zie figuur 6), maar kan ook softwarematig in een procescomputer of PLC-systeem zijn ondergebracht. De gewenste regelwaarden (parameters) worden op de regelaar of het beeldscherm ingevoerd.

Figuur 7 Weergave regelaar op scherm procescomputersysteem

De belangrijke parameter, gewenste waarde, wordt in de meet- en regeltechniek standaard het setpoint (SP) genoemd. Deze parameter wordt ingesteld in de regelaar. Tevens worden op het scherm belangrijke proceswaarden getoond, in de vorm van een bargraph (staafdiagram). De gemeten proceswaarde (measured value, MV) wordt in getallen en als bargraph (staafdiagram) weergegeven.

Het ‘vergelijkingsorgaan’

Figuur 8 Vergelijkingsorgaan

Een van de belangrijkste functies van de regelaar is om het SP te vergelijken met het signaal van de transmitter. de gemeten waarde (MV). Deze twee waarden worden in het zogeheten vergelijkingsorgaan’ (zie figuur 8) van elkaar afgetrokken.

Figuur 9 Vergelijkingsorgaan of weegschaal

Dit vergelijkingsorgaan lijkt een beetje op een balans (weegschaal). SP en MV komen elk op een schaal van de balans te liggen en, afhankelijk van de aangeboden waarde van zowel SP als MV, slaat de balans bij ongelijkheid uit.

Figuur 10 Offset of statische afwijking

Als het SP door de operator wordt verlaagd terwijl de MV gelijk blijft, dan zal de balans aan de MV-zijde doorslaan. De wijzer staat niet meer in het midden: er is een verschil.

Dit verschil tussen SP en MV wordt ‘offset’ of ‘statische afwijking’ genoemd als de regeling stabiel is. Het doel van de regelaar bestaat uit het wegwerken van deze offset, door het uitsturen van een signaal naar het corrigerend orgaan, die aan de uitgang van de regelaar is gekoppeld.

Figuur 11 Wegwerken van de offset

De offset kan in de regelaar versterkt of verzwakt worden, door het geven van optionele parameters. Het gedrag van de regelaar wordt hierdoor beïnvloed. Versterken van de offset maakt het werkelijke verschil groter; verzwakken doet het omgekeerde. Los van het versterken of verzwakken zijn er nog andere ingrepen op de manier van regelen mogelijk. In een later hoofdstuk komen we hierop terug.

Voor de belangrijkste begrippen worden in verschillende talen afkortingen gebruikt. In deze cursus gaan we uit van de Engelstalige benamingen.

Figuur 12 Afkortingen

Direct of indirect werkende regelaar

Op basis van het verschil tussen SP en MV stuurt de regelaar de uitgang (OUT) aan. Afhankelijk van het proces, de plaats van het corrigerend orgaan en de werking van dat orgaan, moet dit OUT-signaal hoger of juist lager worden. Dit stel je in op de regelaar met directe of indirecte werking (‘indirect werkend’ wordt ook wel ‘omgekeerd werkend’ genoemd).

Figuur 13 Direct en indirect werkende regelaar

Figuur 13 Direct en indirect werkende regelaar

In de animatie heb je gekeken naar een regelkring waar de toevoer geregeld wordt met een klep. Als het niveau in de tank hoger dan het setpoint wordt, moet de klep verder dicht om het niveau weer op het setpoint te krijgen. Dus bij een stijgende MV-waarde moet het OUT-signaal naar de klep juist lager worden. Dan moet de regelaar op indirect (omgekeerd) werkende worden ingesteld. Wordt de afvoer geregeld, dan zal bij een stijgend niveau de klep verder open moeten om dit te corrigeren. Dus bij een stijgende MV-waarde moet het OUT-signaal juist groter worden. De regelaar moet op direct werkend worden ingesteld. In figuur 13 is dit schematisch weergegeven.

Figuur 14 Werkingsrichting bij vergelijkingsorgaan weergegeven

De keuze van de werkingsrichting is bepalend hoe bij het vergelijkingsorgaan MV en SP van elkaar afgetrokken worden, welke van de twee waarden het minteken krijgt.

Blokschemaregeling

Figuur 15 Blokschema niveauregeling schoonmaakmiddel

Als we het nu geleerde samenvoegen en nog eens naar de niveauregelkring kijken, dan komen we tot het volgende blokschema.

In het blokschema zie je:

• Het setpoint dat is ingesteld op de regelaar
• De MV die wordt opgenomen door de niveau-opnemer in de tank
• De regelaar zelf (als los apparaat of als onderdeel van de PLC-besturing), die bestaat uit het vergelijkingsorgaan en het regelorgaan
• Het corrigerend orgaan; hier de regelklep die de toevoer van het water naar de tank regelt
• Het proces met in dit geval de niveauregeling waar het uiteindelijk om gaat

Test jouw kennis

Er is een 10-vragentest over meet- en regeltechniek! In deze korte test kun je gratis jouw huidige technische kennis over koeltechniek testen, zodra de test is afgerond wordt direct online een advies gegeven over passende cursussen. Let op: in deze test worden meer onderwerpen behandeld dan in deze introductieles.

Inschrijven

Heb je de smaak te pakken gekregen, schrijf je dan in voor één van de meet- en regeltechniekcursussen van ROVC, bekijk hier het totale aanbod. Nog advies nodig, bel dan met de studieadviseurs! Kies ROVC als opleider voor opleiden zonder ballast.