Sistemi di controllo dei processi (PC)

I sistemi di controllo dei processi (PC), a volte chiamati sistemi di controllo industriale (ICS), funzionano come pezzi di attrezzatura lungo la linea di produzione durante la produzione che testano il processo in vari modi e restituiscono dati per il monitoraggio e la risoluzione dei problemi. Esistono molti tipi di sistemi di controllo dei processi, tra cui controllo di vigilanza e acquisizione di dati (SCADA), controller logici programmabili (PLC) o sistemi di controllo distribuito (DCS) e funzionano per raccogliere e trasmettere dati ottenuti durante il processo di produzione.

I PC possono essere un elemento relativamente semplice con un sensore, spesso chiamato trasduttore primario, che riceve un input, insieme a un controller che elabora l'input e un ricevitore che elabora un output.

I dispositivi PCS più complicati sono robotici ed eseguono molte attività. I dispositivi PCS possono comunicare i propri dati all'applicazione del computer ERP (Enterprise Resource Planning) di un'azienda tramite software Middleware chiamato Manufacturing Execution System (MES).

Sensori

Un gran numero di misurazioni può essere eseguita su linee di produzione. Il sensore di un'attrezzatura può raccogliere molte misurazioni tra cui pressione, portata, densità, acidità, velocità, velocità, stress, temperatura e peso.

Inoltre, i sensori possono rilevare se si è verificata un'operazione, come il riempimento di una bottiglia, se è stata raggiunta la pressione corretta o se è stata raggiunta una certa temperatura.

Esistono molti sensori sulle linee di produzione, che cadono in alcune aree diverse, come sensori di pressione, misuratori di flusso, sensori di forza e sensori di temperatura.

Controllo della pressione

Un sensore di pressione può essere attivato meccanicamente mentre un elemento passa il sensore. Nella sua forma di base, un sensore di pressione mostra la lettura su un quadrante collegato al sensore, ma può anche trasmettere elettronicamente la lettura all'applicazione MES. Altri tipi di sensori includono:

• Sensore di pressione del pistone:La pressione dall'articolo sulla linea di produzione può spingere sul pistone, che comprime una molla. Il movimento della molla indica la pressione.
• Diaframma: il diaframma è influenzato da piccole quantità di pressione e queste vengono indicate su un quadrante.
• Bourdon Tube: questo tubo cavo raddrizza sotto l'applicazione della pressione. Può essere usato per misurare le differenze di pressione.

Flussometri

Uno strumento del misuratore di flusso misura la portata lineare, non lineare, di massa o volumetrica di un liquido o di un gas.

Quando si seleziona un misuratore di flusso per la linea di produzione, è necessario conoscere informazioni sul fluido coinvolto, sulla velocità di movimento e su come registrare il flusso. I tipi di misuratore di flusso includono quanto segue:

• Spostamento positivo: questi misuratori di flusso utilizzano un effetto meccanico per misurare il flusso. La velocità della rotazione del misuratore indica il flusso del liquido.
• Differenziale: il misuratore di flusso differenziale identifica il flusso e lo converte a una pressione differenziale che può essere misurata.
• Inferenziale: il misuratore del flusso inferenziale misura il flusso in base all'effetto del flusso. Questo potrebbe essere un semplice braccio del rotore che viene spostato dal flusso. Più velocemente il rotore si muove, più veloce è il flusso.

Forza di test

Un sensore di forza misura le forze e la coppia esercitate. Questi sensori di solito contengono calibri di deformazione e possono comunicare le informazioni richieste per le misurazioni della forza. I sensori di forza possono essere cuscinetti meccanici, idraulici o elettrici.

• Meccanico: questi funzionano in modo simile al funzionamento di una scala normale, in cui una molla si muove sotto l'applicazione della forza. La deflessione di una molla è direttamente proporzionale alla forza applicata, quindi il movimento è mostrato su una scala.
• Idraulico: spesso indicato come celle di carico idraulico. La cella contiene liquido, che viene pressurizzata quando viene applicata una forza. Il sensore prende la misurazione visualizzando la pressione su un quadrante.
• Calibro di deformazione: questo cilindro metallico è compresso sotto l'applicazione di una forza. La contrazione nel cilindro può essere misurata, poiché la forza provoca una maggiore resistenza misurata da una corrente elettrica applicata.

Rilevare la temperatura

Un sensore di temperatura converte la temperatura in un'altra quantità come il movimento meccanico per un quadrante o una tensione elettrica.

• Termocoppia: Thomas Seebeck ha scoperto che quando un conduttore viene sottoposto a un gradiente termico, genera una tensione. Le termocoppie sono solitamente fili isolati l'uno dall'altro con materiali in plastica o in fibra di vetro.
• Espansione liquida: questi sensori funzionano come termometri che possono essere riempiti con mercurio o un fluido evaporante usato nei frigoriferi. I cambiamenti di temperatura producono espansione o evaporazione del liquido, quindi il sensore viene pressurizzato. La modifica è mostrata su un semplice manometro.
• Bimetallico: quando due metalli sono rigidamente uniti come una striscia a due strati e riscaldati, la differenza nel tasso di espansione tra i due metalli fa piegare la striscia. Per i sensori sulla linea di produzione, la striscia è attorcigliata in una bobina sottile lunga all'interno di un tubo. Un'estremità è fissata nella parte inferiore del tubo e l'altra gira e sposta un puntatore su un quadrante.