De actieve cruise-control van de chemische fabriek

Columns | 902 keer bekeken
De actieve cruise-control van de chemische fabriek

In mijn columns maak ik geregeld gebruik van de auto om zaken uit de procestechnologie op een sprekende manier uit te leggen. Simpelweg omdat de meeste mensen een auto hebben en dit brok techniek besturen alsof het de gewoonste zaak van de wereld is. 

In veel gevallen is er een duidelijke parallel te trekken, waardoor ik iets ongrijpbaars als procestechnologie voor veel mensen inzichtelijker maak. Zijn het de uitvindingen in de autoindustrie die hun weg vinden naar de procestechnologie of is het andersom? Ik weet het eerlijk gezegd niet. Ik denk dat het €-muntje soms de ene en soms de andere kant opvalt. Neem de actieve cruise control van mijn auto bijvoorbeeld. Dit is een stukje meet- en regeltechniek dat al jaar en dag gebruikelijk is in de procesindustrie: de override control. In de auto wordt dit stukje technologie pas sinds één a twee jaar aan de man gebracht.

Hoe werkt het?

Bij een override control zijn tenminste twee regelkringen betrokken (het kunnen er ook meer zijn, maar voor de uitleg is twee voldoende). Een regelkring is een combinatie van een meting en regeling. De meting meet een bepaalde waarde die constant gehouden moet worden, bijvoorbeeld de temperatuur in de kamer. Indien de gemeten waarde hoger of lager is dan de ingestelde waarde (oftewel de gewenste waarde) op de regelaar, bijvoorbeeld de thermostaat, komt er een regelactie. In dit geval wordt de gasklep naar de CV ketel open of dichtgestuurd om de temperatuur in de kamer te verhogen of te verlagen. Indien de meting dezelfde temperatuur registreert als de ingestelde waarde van de regelaar komt er geen regelactie.

Zo is dat ook bij de normale cruise control in de auto. Op het stuur stel je de gewenste snelheid in en de regelaar van de auto regelt daarmee de gasklep naar de motor. (Zie voor meer detail de blog: een regelaar met PID). De actieve cruise-control (of adaptive cruise-control) gaat een stap verder. Wat nou als de voorganger langzamer rijdt dan de door jou ingestelde snelheid? Juist, de afstand tussen de voorganger en jou wordt steeds korter en uiteindelijk zit je op elkaar. Er wordt dus nog steeds veel van de bestuurder gevraagd. Bij de actieve cruise control zit er op de bumper van je auto een tweede meetinstrument die de afstand tot je voorganger continu meet en doorgeeft aan de tweede regelaar, de afstandsregelaar. Zolang de afstand tot je voorganger groter is dan een vooraf ingestelde afstand, zal de snelheidregelaar de snelheid regelen die je hebt ingesteld. Als de afstand tot je voorganger kleiner wordt dan de ingestelde waarde, zal de afstandsregelaar het heft in handen nemen en het voor het zeggen krijgen. Het hoogste of laagste regelsignaal (afhankelijk van de toepassing) wordt nu geselecteerd . De snelheid zal dan lager worden ondanks dat de ingestelde waarde op de snelheidsregelaar niet is aangepast. Dit gaat zelfs zover dat als de auto voor je stopt de afstandsregelaar je eigen auto ook afremt tot stilstand.

Eigenlijk zit er nog een stukje extra intelligentie in: het is namelijk geen absolute waarde van de afstand (bijvoorbeeld 10 meter), maar een relatieve waarde van de afstand tot de voorganger: de afstand is afhankelijk is van de gereden snelheid. Als ik in een langzaam rijdende file rijd, kan ik bij dezelfde ingestelde relatieve afstand dichter op mijn voorganger rijden dan bij 130 km/uur. In de video hieronder laat ik zien hoe dit in de praktijk werkt.

Hoe wordt dit principe in de procesindustrie gebruikt?

In de procesindustrie wordt dit type regelkringen al heel lang en ook nog steeds heel vaak toegepast. Het doel is net als bij de auto: het beschermen van een apparaat als een andere regeling dat in zijn eentje niet kan. Een voorbeeld kan zijn een compressor die een hoeveelheid gas moet verpompen. De regelaar die het normaal voor het zeggen heeft is de flowregelaar. De compressor moet bijvoorbeeld 100 kg/uur gas verpompen. Wanneer de flow door de compressor lager wordt dan de ingestelde 100 kg/uur, bijvoorbeeld omdat de druk van het systeem waar de compressor naar moet pompen hoger wordt, dan zal de flowregelaar het toerental van de compressor opvoeren. Indien de flow te hoog wordt gebeurt het tegenovergestelde: de flowregelaar zal het toerental verlagen. Als het toerental van de compressor hoger wordt omdat de flowregelaar dat wil, zal de druk in het systeem hoger worden. De druk kan zo hoog oplopen dat de compressor of een leiding of apparaat ergens anders in het systeem kan beschadigen. Indien de druk hoger wordt dan de ingestelde waarde zal de drukregelaar de regeling overnemen. Dit regelsignaal zal dan door de selector (een elektronisch filter) worden doorgelaten en het toerental van de compressor terugregelen of in ieder geval niet verder verhogen. Deze regelaar beschermt het systeem dus tegen te hoge druk die de flowregelaar in zijn eentje had kunnen veroorzaken. 

pc.jpg

Lekker achterover zitten?

Override control maakt het leven van de operator dus niet alleen makkelijker, het heeft ook een enorme toegevoegde waarde voor de veiligheid van een procesinstallatie. Ikzelf ervaar de actieve cruise-control in de auto als een welkome aanvulling die het rijden relaxer maakt. Dat neemt niet weg dat ik als chauffeur gewoon goed moet blijven opletten. Er kunnen altijd situaties ontstaan waarbij het menselijk brein een andere keuze moet maken dan dat het automatische systeem zou doen. Andersom ziet het systeem soms eerder gevaren dan dat je het als mens ziet (bijvoorbeeld bij mist). Het beste is dus om het echt als een aanvulling te zien en niet als een vervanging van de mens. Tenminste nu nog niet, maar de technologische ontwikkelingen staan natuurlijk niet stil, dus wie weet.

GRATIS e-book ontvangen: hoezo niet sexy?

Ik vind het belangrijk om veel en helder over procestechnologie te communiceren. Als mensen beter begrijpen wat het belang ervan is, wat je ermee kunt en vooral ook hoe leuk en interessant het is, krijgt het hopelijk de plek die het verdient. Die communicatie bereik ik onder andere door mijn regelmatige columns en een e-book dat ik heb gemaakt waarin ik stap voor stap uitleg wat procestechnologie inhoudt.

Jij kan dit e-book ook krijgen. Vul je naam en e-mail adres in en download het GRATIS via onderstaande link.

ppindustrie.jpg

Veel leesplezier!

 http://pro6com.nl/aanvraag-e-book/

Aanmelden nieuwsbrief

Op de hoogte blijven van het laatste nieuws, producten en aanbiedingen? Schrijf je in voor de nieuwsbrief

Deel dit artikel

Reacties (0)

Reageren