Holdings: Automatisierung verfahrenstechnischer Prozesse

Automatisierung verfahrenstechnischer Prozesse: eine Einführung für Ingenieure und Techniker

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Bibliographic Details
Main Author:	Strohrmann, Günther (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	München [u.a.] Oldenbourg-Industrieverl. 2002
Subjects:	Automatisierungstechnik - Chemische Verfahrenstechnik Chemische Verfahrenstechnik Automatisierungstechnik
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XVI, 655 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3486270273 9783835670273

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adam_text	AUTOMATISIERUNG VERFAHRENSTECHNISCHER PROZESSE EINE EINFUEHRUNG FUER INGENIEURE UND TECHNIKER VON DR. GUENTHER STROHRMANN OLDENBOURG INDUSTRIEVERLAG MUENCHEN INHALT VORWORT 1 EINFUEHRUNG 3 1 ALLGEMEINES 6 2 AUFGABEN DER PROZESSLEITTECHNIK 10 2.1 FUNKTIONEN DER AUFGABENSTELLUNG 11 2.1.1 ANZEIGEN, REGISTRIEREN UND RECHNEN 11 2.1.2 REGELN, STEUERN UND SCHALTEN 12 2.1.2.1 REGELUNGS- UND STEUERUNGSTECHNIK IM ALLTAGSLEBEN 13 2.1.2.2 SCHALTEN, NICHT-FORTLAUFEND STEUERN 18 2.2 AUFGABENSTELLUNG DER VERFAHRENSTECHNIK 19 2.2.1 DYNAMISCHES VERHALTEN VON REGELSTRECKEN 19 2.2.1.1 UEBERGANGSFUNKTION 19 2.2.1.2 FREQUENZGANG .22 2.2.2 TYPISCHE REGELSTRECKEN DER VERFAHRENSTECHNIK 23 2.2.2.1 DRUCKREGELUNG 23 2.2.2.2 DRUCKDIFFERENZREGELUNG 24 2.2.2.3 FUELLSTANDREGELUNG 24 2.2.2.4 TEMPERATURREGELUNG 26 2.2.2.5 DURCHFLUSSREGELUNG 27 2.2.2.6 MENGENREGELUNG UND MENGENSTEUERUNG 28 2.2.3 VERKNUEPFUNG VON REGELUNGSAUFGABEN 29 2.2.3.1 SPLIT-RANGE-REGELUNG ~ 29 2.2.3.2 AUSWAHLREGELUNG 30 2.2.3.3 KASKADENREGELUNG 31 2.2.4 TYPISCHE STEUERUNGSAUFGABEN DER VERFAHRENSTECHNIK 33 2.2.4.1 ABLAUFSTEUERUNG 33 3 ARBEITSWEISE VON EINRICHTUNGEN DER PROZESSLEITTECHNIK 34 3.1 KOMPONENTEN DER STEUERUNGS- UND REGELUNGSEINRICHTUNGEN 36 3.1.1 FUEHLER, SENSOR 36 3.1.2 MESSUMFORMER 36 3.1.3 REGLER 36 3.1.4 STEUERUNGSGERAET 37 3.1-.5 LEITGERAET ( 37 3.1.6 STELLANTRIEB . . R 38 3.2 WIRKUNGSWEISE DER REGLER 38 3.2.1 REGLERFUNKTIONEN 39 3.2.2 KENNGROESSEN VON REGLERN 41 3.2.3 LASTABHAENGIGKEIT DES P-REGLERS 43 3.2.4 DIMENSION DES PROPORTIONALBEIWERTES 44 3.2.5 RUECKFUEHRUNG 44 3.2.6 REGLERMODELL 44 V INHALT 3.2.7 SAETTIGUNGSVERHALTEN VON REGLERN MIT I-WIRKUNG 45 3.2.8 STETIGE REGLER 45 3.2.9 UNSTETIGE REGLER 46 3.2.9.1 ZWEI- UND DREIPUNKTREGLER OHNE RUECKFUEHRUNG 46 3.2.9.2 ZWEIPUNKTREGLER MIT RUECKFUEHRUNG 47 3.2.9.3 DREIPUNKT-SCHRITTREGLER MIT RUECKFUEHRUNG 47 3.3 WIRKUNGSWEISE VON STEUERUNGEN 49 3.4 ARBEITSWEISE VON STELLGERAETEN 51 3.5 INTEGRATION VON PLT-EINRICHTUNGEN ZU PROZESSLEITSYSTEMEN 52 3.5.1 STRUKTUREN VON AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN 52 3.5.1.1 PARALLELE SYSTEME 54 3.5.1.2 DEZENTRALE SYSTEME 54 3.5.1.3 ZENTRALE SYSTEME 54 3.5.2 AUSFALLSTRATEGIEN 55 3.5.2.1 HAND-AUTOMATIK- UMSCHALTUNG 55 3.5.2.2 REDUNDANZ 55 3.5.3 ART DER HILFSENERGIE UND IHR EINFLUSS AUF DAS AUTOMATISIERUNGSKONZEPT 56 3.5.3.1 PNEUMATISCHE HILFSENERGIE 57 3.5.3.2 ELEKTRISCHE HILFSENERGIE 58 4 EINRICHTUNGEN DER PROZESSLEITTECHNIK 60 4.1 PNEUMATISCHE PLT-EINRICHTUNGEN 61 4.1.1 DRUCKLUFT - UEBERTRAGUNGSMITTEL FUER SIGNALE UND STELLENERGIE 61 4.1.1.1 ZUSTAND DER LUFT 62 4.1.1.2 SIGNALBEREICH 63 4.1.1.3 STELLBEREICH 64 4.1.2 PNEUMATISCHE UEBERTRAGUNGSLEITUNG 64 4.1.3 GRUNDBAUSTEINE PNEUMATISCHER GERAETE 65 4.1.3.1 DRUCKTEILER UND SCHALTER 65 4.1.3.2 VERSTAERKER 67 4.1.3.3 MESSUMFORMER 69 4.1.3.4 REGLERMODELLE 69 4.1.4 HILFSEINRICHTUNGEN, REDUZIERSTATIONEN, LUFTTROCKNER 71 4.1.4.1 AUFBAU DES VERSORGUNGSNETZES 71 4.1.4.2 ABSCHEIDER 72 4.1.4.3 FILTER 72 4.1.4.4 LUFTTROCKNUNG 73 4.1.4.5 REDUZIERSTATIONEN 73 4.1.4.6 OELABSCHEIDER 73 4.1.4.7 BETRIEB MIT ANDEREN GASEN 74 4.2 ELEKTRISCHE PLT-EINRICHTUNGEN 74 4.2.1 ELEKTRIZITAET - ARBEITSMITTEL FUER SIGNALUEBERTRAGUNG UND -VERARBEITUNG 75 4.2.1.1 MESSSIGNALE 75 4.2.1.2 SIGNALE ZUR SIGNALVERARBEITUNG 77 4.2.1.3 STELLSIGNALE 79 .1 VI INHALT 4.2.2 ELEKTRISCHE UEBERTRAGUNGSLEITUNGEN . 79 4.2.3 GRUNDBAUSTEINE ANALOGER ELEKTRISCHER GERAETE 80 4.2.3.1 SPANNUNGSTEILER 81 4.2.3.2 TRANSISTORVERSTAERKER 81 4.2.3.3 DIFFERENZVERSTAERKER 82 4.2.3.4 OPERATIONSVERSTAERKER 84 4.2.3.5 ZEITGLIEDER : 85 4.2.3.6 PRINZIPIELLER AUFBAU EINES ELEKTRISCHEN ANALOGREGLERS .86 4.2.3.7 SUMMEN- UND DIFFERENZBILDUNG, MULTIPLIKATION UND DIVISION 87 4.2.3.8 FUNKTIONSBAUSTEINE FUER DEN UEBERGANG ZWISCHEN ELEKTRISCHEN UND MECHANISCHEN GROESSEN 87 4.2.4 ELEKTRISCHE REGLER MIT NICHT KONTINUIERLICHEM AUSGANG 88 4.2.5 ANZEIGER UND SCHREIBER 92 4.2.5.1 ANZEIGER 92 4.2.5.2 GENAUIGKEIT DER ANZEIGESYSTEME 100 4.2.5.3 ELEKTRISCHE LINIENSCHREIBER UND PUNKTDRUCKER . / 103 4.2.6 NETZAUFBAU, SPEISEGERAETE UND AUSGANGSSIGNALUMFORMER 109 4.2.6.1 NETZAUFBAU 110 4.2.6.2 SPEISEGERAETE 111 4.2.6.3 AUSGANGSSIGNALUMFORMER 111 4.3 DIGITALE KOMPAKTREGLER 111 I4.3.1 GRUNDSAETZLICHE ARBEITSWEISE VON DIGITALREGLERN 113 4.3.1.1 FUNKTIONSPLAN 113 4.3.1.2 ARBEITSWEISE 114 4.3.1.3 KONFIGURIERUNG UND PARAMETRIERUNG 116 4.3.1.4 ZEITBILDUNG 116 4.3.2 TECHNISCHE AUSFUEHRUNG VON DIGITALREGLERN 118 4.3.2.1 PROZESSREGLER SIPART VON SIEMENS .118 4.3.2.2 ANDERE PROZESSREGLER 120 4.3.3 EINSATZ- UND EINSTELLBEREICHE, GENAUIGKEIT UND FUNKTIONSUMFANG .121 4.3.3.1 HARDWARE-RUESTMOEGLICHKEITEN DIGITALER PROZESSREGLER 121 4.3.3.2 EINSTELLBEREICHE UND GENAUIGKEIT 122 4.3.3.3 FUNKTIONSUMFANG 122 4.3.3.4 DIGITALE SCHNITTSTELLEN 125 4.3.4 ANZEIGER UND SCHREIBER 127 4.4 STEUERUNGEN 127 4.4.1 INFORMATIONSDARSTELLUNG : 128 4.4.1.1 BINAERE SIGNALE 128 4.4.1.2 DIGITAL DARGESTELLTE INFORMATIONEN 130 4.4.1.3 EINFLUSS DER INFORMATIONSDARSTELLUNG AUF DIE TECHNIK DER SIGNALVERARBEITUNG . .131 4.4.2 SIGNALVERARBEITUNG 131 4.4.2.1 SYNCHRONE STEUERUNG 132 4.4.2.2 ASYNCHRONE STEUERUNG 132 4.4.2.3 VERKNUEPFUNGSSTEUERUNG 132 4.4.2.4 ABLAUFSTEUERUNG 133 4.4.2.5 WEITERE BEMERKUNGEN ZUR SIGNAL VERARBEITUNG 134 VII INHALT 4.4.3 HIERARCHISCHER AUFBAU 135 4.4.3.1 EINZELSTEUERUNGS- ODER ANTRIEBSSTEUERUNGSEBENE 135 4.4.3.2 GRUPPENSTEUERUNGSEBENE 135 4.4.3.3 LEITSTEUERUNGSEBENE 135 4.4.4 PROGRAMMVERWIRKLICHUNG 135 4.4.4.1 PROGRAMM EINER STEUERUNG 135 4.4.4.2 SPEICHER EINER STEUERUNG 136 4.4.4.3 VERBINDUNGSPROGRAMMIERTE STEUERUNG 137 4.4.4.4 SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNG 137 4.4.4.5 AUSWAHLKRITERIEN FUER VERBINDUNGS- UND SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNGEN 138 4.4.5 SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNGEN UND ANDERE STEUERUNGSGERAETE 138 4.4.5.1 GRUNDBAUSTEINE EINER SPS 140 4.4.5.2 ART DER PROZESSOREN IN SPS 141 4.4.5.3 ARBEITSWEISE EINER STEUERUNG 141 4.4.5.4 SERIELLE SCHNITTSTELLEN 142 4.4.6 PROGRAMMIERUNG UND PROJEKTIERUNG SPEICHERPROGTANIMIERBARER STEUERUNGEN 142 4.4.6.1 PROGRAMMIERGERAETE 142 4.4.6.2 BAUSTEINE ZUM RATIONALISIEREN DES PROGRAMMIERENS 143 4.4.6.3 HARDWARE STATT SOFTWARE 143 4.4.6.4 SCHALTUNGSALGEBRA 144 4.4.6.5 PROGRAMMIERSPRACHEN FUER SPS 145 4.4.7 MASSNAHMEN GEGEN FUNKTIONSSTOERUNGEN IN STEUERUNGEN, BEDIENOBERFLAECHE ...... .147 4.4.7.1 ZUVERLAESSIGKEIT VON SPS 147 4.4.7.2 VERFUEGBARKEIT VON SPS 148 4.4.7.3 SICHERHEIT 150 4.4.7.4 SCHNITTSTELLE MENSCH-MASCHINE, BEDIENOBERFLAECHE 150 4.4.8 SIMATIC S7-200 154 4.4.9 SAMSOMATIC LOGIK-SYSTEM 975 155 4.4.10 BEURTEILUNG DER LEISTUNGSFAEHIGKEIT SPEICHERPROGRAMMIERBARER STEUERUNGEN 157 4.4.11 ABGRENZUNG DEZENTRALER PROZESSLEITSYSTEME ZU SPEICHER-PROGRAMMIERBAREN STEUERUNGEN R 158 4.4.11.1 EINSATZGEBIETE 159 4.4.11.2 ARBEITSWEISE 159 4.4.11.3 PROGRAMMIERUNG 159 4.4.11.4 VISUALISIERUNG 159 4.5 PROZESSLEITSYSTEME 160 4.5.1 STRUKTURIERUNG 163 4.5.1.1 STRUKTUREN VON PROZESSEN 164 4.5.1.2 STRUKTUREN VON PROZESSLEITSYSTEMEN 166 4.5.2 MIKROPROZESSORTECHNIK 169 4.5.2.1 AUFBAU UND ARBEITSWEISE EINES MIKROPROZESSORS 171 4.5.2.2 ARBEITSSPEICHER 176 4.5.2.3 MASSENSPEICHER 179 4.5.2.4 VERTEILTE DATENBANKEN 183 4.5.2.5 PROZESSPERIPHERIE 183 4.5.2.6 STANDARDPERIPHERIE 189 VIII INHALT 4.5.3 BUSVERBINDUNGEN, FELDVERBINDUNGEN 192 4.5.3.1 VOR- UND NACHTEILE DER BUSVERBINDUNG 192 4.5.3.2 BUSHIERARCHIE 194 4.5.3.3 BITPARALLELE UND BITSERIELLE BUSTECHNIK 194 4.5.3.4 BUSANSCHALTBAUGRUPPEN 196 4.5.3.5 TELEGRAMMAUFBAU 196 4.5.3.6 SYNCHRONE UND ASYNCHRONE UEBERTRAGUNGSTECHNIK .197 4.5.3.7 BUSZUTEILUNG 197 4.5.3.8 LEISTUNGSMERKMALE VON BUSSYSTEMEN R 199 4.5.3.9 FELDBUS 199 4.5.3.10 REMOTE I/O 203 4.5.3.11 SMART-TECHNIK 205 4.5.3.12 KOPPLUNG ZU UEBER- UND UNTERGEORDNETEN SYSTEMKOMPONENTEN 207 4.5.4 REGELUNGEN UND STEUERUNGEN 208 4.5.4.1 PROZESSSTATIONEN (PNK) 209 4.5.5 PROZESSFUEHRUNG UEBER BILDSCHIRME UND TASTENFELDER, BEDIENOBERFLAECHE 216 4.5.5.1 DARSTELLUNG DES PROZESS- GESCHEHENS AUF DEM BILDSCHIRM 217 4.5.5.2 EINGRIFF IN DAS PROZESSGESCHEHEN UEBER TASTENFELDER ODER VIRTUELLE TASTATUREN . .223 4.5.6 PROGRAMMIERUNG 224 4.5.6.1 MOEGLICHKEITEN DER PROGRAMMIERUNG 224 4.5.6.2 BEISPIEL FUER DIE KONFIGURIERUNG EINES PROZESSLEITSYSTEMS 226 4.5.6.3 EINBINDEN DER PROGRAMMIERUNG IN DIE PROJEKTABWICKLUNG 233 4.5.7 REDUNDANZ UND SICHERHEIT 233 4.5.7.1 VOLLSTAENDIGE REDUNDANZ 234 4.5.7.2 SCHNELLE FEHLERERKENNUNG 235 4.5.7.3 UMSCHALTKRITERIEN 236 4.5.7.4 KURZE REPARATURZEITEN 237 4.5.7.5 UNABHAENGIGKEIT DER REDUNDANTEN SYSTEME 237 4.5.7.6 EINFLUSS DER REDUNDANZMASSNAHMEN AUF DIE PROZESSFUEHRUNG 237 4.5.8 ERKENNUNG UND ORTUNG VON HARDWARE- UND SOFTWAREFEHLERN 238 4.5.8.1 FEHLERERKENNUNG IM PROZESSOR 238 4.5.8.2 FEHLERERKENNUNG IM ARBEITSSPEICHER 238 4.5.8.3 FEHLERERKENNUNG IN DEN PROZESSSIGNALEINGABEN UND -AUSGABEN 239 4.5.8.4 WEITERE BEMERKUNGEN ZUR FEHLERERKENNUNG UND FEHLERORTUNG 239 4.5.9 SYSTEMTECHNIK, ENTWICKLUNGSTRENDS 239 4.5.9.1 SIMATIC PCS 7 239 4.5.9.2 ENTWICKLUNGSTRENDS UND AUSBLICKE AUF PROZESSLEITSYSTEME DER NAECHSTEN GENERATION 251 4.6 PROZESSRECHNER, PERSONALCOMPUTER (PC) 256 4.6.1 PROZESSRECHNERSOFTWARE 257 4.6.1.1 PROGRAMME 257 4.6.1.2 PROGRAMMIERSPRACHEN FUER PROZESSRECHNER 258 4.6.2 NEUE ENTWICKLUNGSLINIEN IN DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 261 4.6.2.1 OFFENE KOMMUNIKATION 261 4.6.2.2 EXPERTENSYSTEME 263 IX INHALT 4.7 REGLER OHNE HILFSENERGIE UND MESSWERKREGLER 264 4.7.1 GRUNDSAETZLICHE EIGENSCHAFTEN 264 4.7.1.1 REGLER OHNE HILFSENERGIE 264 4.7.1.2 MESSWERKREGLER 268 4.7.2 TECHNISCHE AUSFUEHRUNG VON DRUCKREGLERN 269 4.7.3 MESSSTATIONEN MIT REGLERN OHNE HILFSENERGIE 271 4.8 STELLGERAETE 272 4.8.1 GERAETETECHNISCHE UND WIRKUNGSMAESSIGE BEGRIFFE 272 4.8.1.1 ANTEILE DER UNTERSCHIEDLICHEN STELLGLIEDARTEN 273 4.8.1.2 REGELNDE UND SCHALTENDE STELLGERAETE 274 4.8.1.3 VERHALTEN BEI AUSFALL DER HILFSENERGIE 274 4.8.1.4 GLIEDERUNG 275 4.8.2 STROEMUNGSTECHNISCHE EIGENSCHAFTEN VON STELLGERAETEN 275 4.8.2.1 STROEMUNGSTECHNISCHE KENNGROESSEN .275 4.8.2.2 NICHT AUFGABENGEMAESSE STROEMUNGSTECHNISCHE VORGAENGE 279 4.8.3 BERECHNUNG DER KV-WERTE AUS DEN ANLAGEDATEN 283 4.8.3.1 NAEHERUNGSFORMELN NACH VDI/VDE 2173 283 4.8.3.2 GEBRAUCHSFORMELN NACH DIN IEC 534 285 4.8.4 OPTIMALER DIFFERENZDRUCK AM STELLGLIED 290 4.8.4.1 REGELSTRECKEN MIT STATISCHEM DRUCKVERLUST 290 4.8.4.2 REGELSTRECKEN MIT DYNAMISCHEM DRUCKVERLUST 291 4.8.4.3 EINFLUSS VON PUMPENKENNLINIEN 291 4.8.4.4 EINFLUSS DER KENNLINIEN VON DURCHFLUSSMESSEINRICHTUNGEN 292 4.8.4.5 FESTLEGEN DES DIFFERENZDRUCKS AM STELLGLIED 292 4.8.5 PC-BERECHNUNGSVERFAHREN 293 4.8.6 STELLVENTILE 295 4.8.6.1 VENTILGEHAEUSE 296 4.8.6.2 VENTILSITZ UND VENTILKEGEL 297 4.8.6.3 ABDICHTUNG DER VENTILSTANGE 302 4.8.6.4 ANDERE STELLVENTILE 304 4.8:7 DREHKEGELSTELLVENTILE 305 4.8.7.1 DREHKEGELSTELLVENTILGEHAEUSE 306 4.8.7.2 STELLELEMENTE 306 4.8.7.3 LAGERUNG UND ABDICHTUNG DER WELLEN 308 4.8.7.4 SONDERAUSFUEHRUNGEN 309 4.8.8 STELLKLAPPEN 310 4.8.8.1 STELLKLAPPENGEHAEUSE 310 4.8.8.2 KONSTRUKTIONSMERKMALE VON KLAPPEN 311 4.8.8.3 SONDERAUSFUEHRUNGEN 315 4.8.9 STELLHAEHNE 315 4.8.9.1 STELLHAHNGEHAEUSE 316 4.8.9.2 KONSTRUKTIONSMERKMALE VON KUGELHAEHNEN 316 4.8.9.3 KONSTRUKTIONSMERKMALE VON KUEKENHAEHNEN 317 4.8.9.4 ABDICHTUNG DER WELLENDURCHFUEHRUNGEN BEI HAEHNEN 318 4.8.9.5 SICHERHEITSBETRACHTUNGEN 318 INHALT 4.8.10 STELLSCHIEBER 319 4.8.10.1 GLEITSCHIEBERVENTIL 320 4.8.11 STELLANTRIEBE 320 4.8.11.1 EINFACH-WIRKENDE MEMBRANANTRIEBE 321 4.8.11.2 DOPPELTWIRKENDE MEMBRANANTRIEBE 326 4.8.11.3 KOLBEN-STELLANTRIEBE 329 4.8.11.4 ELEKTROMECHANISCHE STELLANTRIEBE 335 4.8.11.5 STELLKRAEFTE UND STELLMOMENTE 339 4.8.12 STELLUNGSREGLER 340 4.8.12.1 PRINZIPE VON STELLUNGSREGLERN 342 4.8.13 ZUBEHOER 350 4.8.13.1 ENDSCHALTER 350 4.8.13.2 HANDANTRIEBE 351 - 4.8.13.3 WEITERES ZUBEHOER 352 4.8.14 MAGNETVENTILE, PIEZZOVENTILE 353 4.8.14.1 MAGNETANTRIEBE 353 4.8.14.2 STELLGLIEDTEILE VON MAGNET- UND PIEZOVENTILEN 354 4.8.15 ANFORDERUNGEN AN STELLGERAETE 356 4.8.15.1 BETRIEBSDRUCK UND BETRIEBSTEMPERATUR 356 , 4.8.15.2 KORROSION DURCH AGGRESSIVE STELLSTOFFE 356 4.8.15.3 SICHERHEITSFORDERUNGEN 357 4.8.15.4 WICHTIGE RICHTLINIEN UND NORMEN FUER STELLGERAETE 358 4.8.15.5 MONTAGE VON STELLGERAETEN 358 4.8.15.6 ENTSCHEIDUNGSTABELLE ; 359 4.9 DREHZAHLVERAENDERBARE ANTRIEBE ALS ALTERNATIVE ZU STELLGERAETEN 360 4.10 ZENTRALE EINRICHTUNGEN DER PROZESSLEITTECHNIK 364 4.10.1 WARTENTECHNIK 364 4.10.1.1 WARTENGEBAEUDE 364 4.10.1.2 FUNKTIONELLE GESICHTSPUNKTE DER WARTENTECHNIK 371 4.10.2 HILFSENERGIEVERSORGUNG 374 4.10.2.1 ANFORDERUNGEN AN DIE ELEKTRISCHE HILFSENERGIE 375 4.10.2.2 PRINZIPIELLE MOEGLICHKEITEN DER HILFSENERGIEVERSORGUNG 376 4.10.2.3 AUFBAU EINER HILFSENERGIEVERSORGUNGSANLAGE 378 4.10.3 MONTAGE 380 4.10.3.1 VERTEILUNG UND RANGIERUNG 380 4.10.3.2 MECHANISCHER AUFBAU VON SCHRAENKEN UND GESTELLEN 382 4.10.3.3 VERBINDUNGSTECHNIK ELEKTRISCHER LEITUNGEN 383 4.10.3.4 PNEUMATISCHE VERBINDUNGSTECHNIK 386 4.10.4 LICHTWELLENLEITER 386 4.11 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN AN DIE EINRICHTUNGEN DER PROZESSLEITTECHNIK 388 4.11.1 ZUVERLAESSIGKEITSANFORDERUNGEN AN DAS AUTOMATISIERUNGSSYSTEM 388 4.11.1.1 BEGRIFFE 389 4.11.1.2 ANLAGENSICHERUNG MIT MITTELN DER PROZESSLEITTECHNIK 392 4.11.1.3 ERHOEHUNG DER GERAETE- UND SYSTEMZUVERLAESSIGKEIT 404 4.11.1.4 REDUNDANZ UND DIVERSITAET IN ANALOGEN UND DIGITALEN PROZESSLEITSYSTEMEN . . . .406 XI INHALT 4.11.1.5 ABSCHAETZUNG VON ZAHLENWERTEN FUER AUSFALLRATEN 407 4.11.2 QUALITAETSSICHERUNG NACH DIN ISO 9000 409 4.11.2.1 BEDEUTUNG DER QUALITAETSSICHERUNG FUER DIE PROZESSLEITTECHNIK 409 4.11.3 EXPLOSIONSSCHUTZ 410 4.11.3.1 PRIMAERER EXPLOSIONSSCHUTZ 410 4.11.3.2 SEKUNDAERER EXPLOSIONSSCHUTZ 411 4.11.4 IP-SCHUTZARTEN 420 4.11.5 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT 420 4.11.5.1 ERSCHEINUNGSFORM UND EIGENARTEN ELEKTROMAGNETISCHER STOERUNGEN 422 4.11.5.2 ARTEN DER STOERBEEINFLUSSUNG 424 4.11.5.3 SIGNALTECHNISCHE WIRKUNG DER STOERBEEINFLUSSUNG 426 4.11.5:4 STOERQUELLEN 427 4.11.5.5 MASSNAHMEN ZUR VERMINDERUNG DER STOERANKOPPELUNG 428 4.11.5.6 MASSNAHMEN ZUR VERMINDERUNG DER WIRKUNG DER STOERANKOPPELUNG 432 4.11.5.7 ANFORDERUNGSKATALOG FUER DIE EMV-QUALITAET 433 4.11.5.8 CE-ZEICHEN 433 4.11.6 BLITZSCHUTZ 434 4.11.7 BENUTZERFREUNDLICHKEIT, TEACHWARE UND PROZESSSIMULATOREN 435 4.11.7.1 BENUTZERFREUNDLICHKEIT 435 A.W.1.2 TEACHWARE, PROZESSSIMULATOREN 437 4.11.8 RICHTLINIEN, NORMEN, BEGRIFFE 441 4.11.8.1 DIN 19227 441 4.11.8.2 ORTSBEGRIFFE DER PROZESSLEITTECHNIK 443 4.11.8.3 UEBERSICHT UEBER WICHTIGE RICHTLINIEN UND NORMEN FUER DIE PROZESSLEITTECHNIK . .444 5 STRECKEN 449 5.1 ZUSAMMENWIRKEN VON REGLER UND REGELSTRECKE 449 C 5.1.1 STABILITAET 450 5.1.2 ANFORDERUNGEN AN DIE REGELGUETE 451 5.1.3 EINSTELLEN DER REGELPARAMETER 453 5. 5. 5. 5. 5.1.4 5. 5. 5. .3.1 EMPIRISCHES EINSTELLEN 455 .3.2 EXPERIMENTELLES EINSTELLEN 457 .3.3 SELBSTTAETIGES EINSTELLEN DER REGELPARAMETER, PARAMETERSTEUERUNG 461 .3.4 SELBSTTAETIGES OPTIMIEREN DER REGELPARAMETER 465 REGELALGORITHMEN 466 .4.1 P-TL-REGLER 466 .4.2 PD -T2 -REGLER 467 1.4.3 GAP- ODER TOTZONENREGLER 468 5.2 MEHRGROESSENREGELUNG 468 5.2.1 STOERGROESSENREGELUNG 469 5.2.1.1 EINFLUSS AUF STABILITAET UND PARAMETRIERUNG 469 5.2.1.2 EINFLUSS AUF DIE REGELFLAECHE 470 5.2.1.3 MASSNAHMEN GEGEN STOEREINWIRKUNGEN 471 5.2.2 ENTKOPPELUNG VON REGELKREISEN 473 5.2.2.1 MASSNAHMEN ZUR ENTKOPPELUNG 474 5.2.2.2 WEITERE TYPISCHE GEKOPPELTE REGELKREISE 475 T XII INHALT 5.2.3 REGELUNG MIT ZUSTANDSRUECKFUEHRUNG 476 5.2.3.1 BEHANDLUNG IM BILDBEREICH 476 5.2.3.2 DARSTELLUNG IM ZEITBEREICH ODER ZUSTANDSRAUM 477 5.2.3.3 REGELUNG IM ZUSTANDSRAUM 477 5.2.3.4 MODALE REGELUNG 478 5.2.4 MODELLGESTUETZTE MESSVERFAHREN 479 5.2.4.1 BEISPIEL FUER EINEN BEOBACHTER 480 5.2.5 PROZESSOPTIMIERUNG, AUFGABEN DER PRODUKTIONSLEITEBENE 481 5.2.5.1 AUFGABENSTELLUNG 481 5.2.5.2 LOESUNGSMOEGLICHKEITEN 482 ^ 5.2.5.3 BETRIEBSMANAGEMENT 483 5.2.6 FUZZY-CONTROL UND NEURONALE NETZE 490 5.2.6.1 FUZZY-CONTROL 490 5.2.6.2 KUENSTLICHE NEURONALE NETZE 496 5.2.6.3 NEURO-FUZZY 497 5.3 REGELUNG CHEMIETYPISCHER ANLAGETEILE 498 5.3.1 DESTILLATIONSKOLONNEN 498 5.3.1.1 DRUCKREGELUNG AN KOLONNEN 498 5.3.1.2 FUELLSTANDREGELUNG AN KOLONNEN 499 5.3.1.3 DURCHFLUSSREGELUNG AN KOLONNEN 500 5.3.1.4 TEMPERATURREGELUNG AN KOLONNEN 501 5.3.1.5 REGELKONZEPT FUER DESTILLATIONSKOLONNEN . ,503 5.3.1.6 KONZENTRATIONSREGELUNG 504 5.3.2 PUMPEN 508 5.3.2.1 FOERDERVERHALTEN 509 5.3.2.2 VERDRAENGERPUMPEN 510 5.3.2.3 KREISELPUMPEN 512 5.3.3 VERDICHTER 514 5.3.3.1 PHYSIK DER VERDICHTUNG VON GASEN 515 5.3.3.2 FOERDERVERHALTEN VON VERDRAENGER- UND STROEMUNGSMASCHINEN -. .516 5.3.3.3 VERDRAENGERMASCHINEN 517 5.3.3.4 STROEMUNGSMASCHINEN 520 5.3.4 WAERMETAUSCHER 526 5.3.4.1 BEGRIFFE 526 5.3.4.2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DES WAERMETAUSCHES 526 5.3.4.3 BAUFORMEN VON WAERMETAUSCHERN 527 5.3.4.4 DYNAMIK DER REGELUNG VON WAERMETAUSCHERN 528 5.3.4.5 TYPISCHE REGELUNGEN VON WAERMETAUSCHERN 530 5.3.5 BRENNER 532 5.3.5.1 VERBRENNUNG 533 5.3.5.2 BRENNER 534 5.3.6 REAKTOREN 539 5.3.6.1 REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 539 5.3.6.2 KATALYSATOREN 539 5.3.6.3 UMKEHRBARKEIT DER CHEMISCHEN REAKTIONEN 539 5.3.6.4 CHEMISCHES GLEICHGEWICHT 540 XIII INHALT . 5.3.6.5 CRACKREAKTIONEN 540 5.3.6.6 SYNTHESEN IN RUEHRKESSELREAKTOREN 541 5.3.6.7,RUEHRKESSELREAKTOREN 541 5.3.6.8 SCHLAUFENREAKTOREN 545 5.3.6.9 SPALTOEFEN 546 5.3.6.10 ROHRBUENDELREAKTOREN 547 5.3.6.11 HORDENREAKTOREN 548 5.3.7 DOSIERUNG 549 5.3.7.1 BEGRIFFE 550 5.3.7.2 MISCHUNG 551 5.3.7.3 DOSIEREN VON FLUESSIGKEITEN 551 5.3.7.4 DOSIEREN VON SCHUETTGUETERN 556 5.3.8 CHARGENPROZESSE 562 5.3.8.1 AUTOMATISIERUNG VON CHARGENPROZESSEN MIT WECHSELNDEN REZEPTUREN 563 5.3.9 KAELTEVERSORGUNG 567 5.3.9.1 GRUNDLAGEN 567 5.3.9.2 ZENTRALE KAELTEANLAGEN 570 C }* 5.3.10 VERSORGUNG MIT WAERME 571 5.3.10.1 DEZENTRALE WAERMEVERTEILUNG VON VERLUSTWAERME 572 5.3.10.2 WAERMETRAEGERANLAGEN 573 5.3.11 ENERGIESPARMASSNAHMEN 575 5.3.11.1 VERBRENNUNG 575 5.3.11.2 DAMPFERZEUGUNG 575 5.3.11.3 VERDICHTUNG UND DRUCKERHOEHUNG 575 5.3.11.4 KAELTEERZEUGUNG 575 5.3.11.5 TROCKNUNG 576 5.3.11.6 DESTILLATION 576 5.3.11.7 DRUCKABFAELLE AM STELLGLIED 576 5.3.12 REGELUNG VON QUALITAETSMESSGROESSEN 576 6 PROJEKTABWICKLUNG 577 6.1 PROJEKTBEGLEITENDE TAETIGKEITEN 577 6.1.1 PLT-PROJEKTLEITUNG 577 6.1.1.1 TECHNISCHE AUFGABEN 577 6.1.1.2 PERSONALEINSATZ 578 6.1.1.3 ABSTIMMUNG MIT ANDEREN UNTERNEHMENSSTELLEN 578 6.1.1.4 KOSTENVERFOLGUNG UND TERMINVERFOLGUNG 578 6.1.2 KOSTENSCHAETZUNG UND KOSTENVERFOLGUNG 578 6.1.2.1 PLT-KOSTEN 579 6.1.2.2 KOSTENSCHAETZUNG 579 6.1.2.3 MOEGLICHKEITEN DER KOSTENSCHAETZUNG IM LAUFE DER PROJEKTABWICKLUNG 582 6.1.2.4 KOSTENVERFOLGUNG 583 6.1.3 TERMINVORGABE UND TERMINVERFOLGUNG 584 6.1.3.1 NETZPLAN UND BALKENDIAGRAMM 584 6.1.3.2 PLT-VORGAENGE 585 6.1.3.3 ECKTERMINE 585 XIV INHALT 6.1.4 DOKUMENTATION 586 6.1.4.1 ABLAGE DER UNTERLAGEN 586 6.1.4.2 REVISIONEN 587 6.2 DEM PROJEKTABLAUF FOLGENDE TAETIGKEITEN 588 6.2.1 PLT-KONZEPT 588 6.2.2 PLT-AUFGABENSTELLUNG 588 6.2.2.1 ZUSAMMENARBEIT MIT ANDEREN FACHGEBIETEN 589 6.2.2.2 DARSTELLUNG DER PLT-AUFGABEN 589 6.2.3 GERAETETECHNISCHE LOESUNG 591 6.2.3.1 PLT-STELLEN-BLAETTER, -VERZEICHNISSE UND GERAETESPEZIFIKATIONEN 594 6.2.3.2 GESTALTUNG DER BEDIENOBERFLAECHE 601 6.2.3.3 PLT-STELLEN-PLAENE 602 6.2.3.4 GERAETETECHNISCHE LOESUNG VON STEUERUNGSAUFGABEN 602 6.2.3.5 ERSATZTEILHALTUNG 604 6.2.4 SCHALTUNGSTECHNISCHE LOESUNG 605 6.2.4.1 FUNKTIONSPLAENE 605 T. 6.2.4.2 VERSCHALTUNGSPLAENE 607 6.2.4.3 ANORDNUNGSPLAENE 607 6.2.5 KONSTRUKTIVE LOESUNG 609 6.2.6 BERECHNUNGEN 609 6.2.7 MONTAGEPLANUNG 609 6.2.7.1 MONTAGEVORBEREITUNG 609 6.2.7.2 VORFERTIGUNG 610 6.2.7.3 MONTAGE IN DEN PLT-RAEUMEN 610 6.2.7.4 FELDMONTAGE 610 6.2.7.5 PRUEFUNGEN 611 6.2.8 INBETRIEBNAHME 612 6.3 PROJEKTABWICKLUNG BEIM EINSATZ VON PROZESSLEITSYSTEMEN 613 6.3.1 AENDERUNGEN BEI DEN PROJEKTBEGLEITENDEN AKTIVITAETEN 613 6.3.2 AENDERUNGEN BEIM PROJEKTABLAUF 613 6.4 RECHNERUNTERSTUETZUNG BEI DER PROJEKTABWICKLUNG 614 6.4.1 REALISIERUNG 616 6.4.2 TEILREALISIERUNGEN 616 6.4.3 CAE FUER DIE PROJEKTIERUNG VON PROZESSLEITSYSTEMEN 617 6.5 AUFTRAGSABWICKLUNG, LASTEN- UND PFLICHTENHEFT 620 6.5.1 LASTENHEFT 620 6.5.2 PFLICHTENHEFT 620 6.5.3 HAUPTABSCHNITTE DER RICHTLINIE 620 6.5.4 LASTENHEFT 620 6.5.5 PFLICHTENHEFT : 621 6.5.6 ANHANG 621 6.6 VEREINBARUNGEN ZUR ABNAHME VON AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN 621 6.6.1 VERTRAGLICHE VEREINBARUNGEN 621 6.6.2 GRUNDBEGRIFFE 621 6.6.2.1 ABNAHMESTUFEN 621 XV INHALT 6.6.2.2 PRUEFMETHODEN 622 6 6 2.3 PRUEFHILFSMITTEL 622 6.6.3 KRITERIEN FUER DEN UMFANG DER ABNAHME 622 6.6.3.1 ABNAHMEGEGENSTAND 623 6.6.3.2 SYSTEMTYP 623 6.6.3.3 ART DES EINSATZES 623 6.6.3.4 SYSTEMERFAHRUNGEN VON HERSTELLER UND ANWENDER 623 6.7 ABNAHME VON KOMPONENTEN DER PLT-AUSRUESTUNG 624 7 ALLGEMEIN WICHTIGE BEGRIFFE 625 7.1 TYPISCHE BEGRIFFE DER PROZESSRECHENTECHNIK 625 7.2 IN DER PROZESSRECHENTECHNIK HAEUFIG GEBRAUCHTE ABKUERZUNGEN .628 LITERATUR 631 SACHREGISTER 639 ** XVI
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