Industrial Engineering

Transkript

1 Industrial Engineering Teil 3 R&I-Fließschemata MSR Dipl.- Ing.

2 Grundfließschemata Letzte Vorlesung Mit Grundinformationen (Teilanlagen, Verfahrensstufen, Grundoperationen, Ein- und Ausgangsstoffe, Hauptstofffluss) Mit Zusatzinformationen (Zwischenprodukte, Stoff- und Energieströme, Betriebsparameter) Verfahrensfließschemata mit Bildzeichen nach DIN Mit Grundinformationen (Apparate und Maschinen, Fließwege und Richtungen, Ein- und Ausgangsstoffe und Energiestrom, Mengenangaben und Durchflüsse, Benennung Energieträger, Betriebsbedingungen) Mit Zusatzinformationen (Zwischenprodukte, Mengenangaben Energieträger, Anordnung wesentlicher Armaturen, MSR- Aufgaben, ergänzende Betriebsbedingungen, kennzeichnende Größe von Apparaten, kennzeichnende Daten von Antriebsmaschinen, Plattformhöhe und vertikale Lage)

3 R&I-Fließschemata Letzte Vorlesung Mit Grundinformationen ( Funktionen/Art von Maschinen und Antrieben, Identifikationsnummern der Apparate und Maschinen, kennzeichnende Größe gegebenfalls in Liste nach DIN 7200, MSR-Aufgaben mit Identifikationsnummern, Bezeichnung der Rohrleitungen, Mit Zusatzinformationen (Fließwege und Richtung sowie Benennung der Durchflüsse oder Mengen von Energieträgern, wichtige Geräte MSR, Werkstoffe von Apparaten oder Maschinen, Plattformhöhe und vertikale Lage, Referenzkennzeichnung Armaturen, Benennung Anlagenteile)

4 R&I-Fließschemata

5 R&I-Fließschemata

6 Phasen des Planungsprozesses Phasen eines Projektes bis zur Inbetriebnahme 1. Vorüberlegungen 2. Grobplanung KICK OFF MEETING 3. Verfahrensdetailplanung 4. Anlagendetailplanung 5. Montage 6. Inbetriebnahme Industrial Engineering 2010

7 Verfahrensdetailplanung Mess-, Steuer- und Regelungsaufgaben in verfahrenstechnischen Fließbildern Mess-, Steuer- und Regeleinrichtungen werden vereinfacht in das Verfahrensfließbild und detailliert in das R&I-Fließschemata gezeichnet Durch die zeichnerische Darstellung von MSR-Stellen werden sowohl MSR-Ort als auch MSR-Größe angegeben und damit die Aufgaben und Wirkungsweisen in der Anlage definiert. Zeichnerische Darstellung erfolgt nach DIN Teil 1

8 Kennzeichnung von MSR-Aufgaben Nach DIN MSR-Stellen-Kennzeichnung an sinnvoller, möglichst realer Pos. Kennzeichnung durch graphische Symbole Kennbuchstaben zur Beschreibung von Aufgabe, Anzeige, etc. Textfelder vorzugsweise innerhalb des Symbolkreises Ortsangabe Ausgebeart und Bedienort Stellglied durch gleichseitiges Dreieck mit 5mm Seitenlänge Stellgerät durch Dreieck, 10mm Linie mit 5mm Kreis Wirkungsweg durch gestrichelte Linie Messgröße abgekürzt (inkl. Ausgabeart, Datenverarbeitung, )

9 Verwendung von Symbolen/Kennbuchstaben

10 Kennbuchstaben für MSR-Aufgaben

11 Kennbuchstaben für MSR-Aufgaben

12 PRC Bsp. für Kurzbezeichnungen Druckregelung mit Registrierung PDIC Druckdifferenz-Regelung mit Istwertanzeige TIAH Temperaturmessung mit Istwertanzeige und Alarm bei Überschreiten eines oberen Grenzwertes LICO +- Flüssigkeitsstandregelung mit Istwertanzeige und optischen Signal bei Überschreiten des oberen und unteren Grenzwertes

13 Beispiel MSR-Aufgaben

14 Funktionen von Stellgliedern/-geräten

15 Beispiele für MSR-Symbole nach DIN 19227

16 Beispiele für MSR-Symbole nach DIN 19227

17 Beispiele für MSR-Symbole nach DIN 19227

18 Beispiele für MSR-Symbole nach DIN 19227

19 Bildzeichen für MSR-Stellen

20 Beispiel einer Messstelle

21 Beispiel einer MSR-Stelle

22 Verfahrenstechnische Beispiele nach DIN Rührkessel-Reaktor

23 RI-Fließschemata - MSR

24 Normen für die Leittechnik DIN Beiblatt 1, Ausgabe: , Leittechnik - Regelungstechnik und Steuerungstechnik Stichwortverzeichnis DIN , Ausgabe: , Leittechnik; Regelungstechnik und Steuerungstechnik; Allgemeine DIN , Ausgabe: , Leittechnik; Regelungstechnik und Steuerungstechnik; Begriffe zum Verhalten dynamischer Systeme DIN , Ausgabe: , Leittechnik; Regelungstechnik und Steuerungstechnik; Begriffe zum Verhalten von Schaltsystemen DIN , Ausgabe: , Leittechnik; Regelungstechnik und Steuerungstechnik; Begriffe für Regelungs- und Steuerungssysteme, - und Zahlungsbedingungen DIN , Ausgabe: , Leittechnik; Regelungstechnik und Steuerungstechnik; Funktionelle Begriffe DIN , Ausgabe: , Leittechnik - Regelungstechnik und Steuerungstechnik; Begriffe zu Funktions- und Baueinheiten DIN , Ausgabe: , Leittechnik; Graphische Symbole und Kennbuchstaben für die Prozessleittechnik DIN , Ausgabe: , Leittechnik; Graphische Symbole und Kennbuchstaben für die Prozessleittechnik; Darstellung von Einzelheiten

25 Kennzeichnung von MSR-Aufgaben Beispielaufgabe: Zum Herstellen von Schokoladenmasse mit Mandelsplittern (Überzug) sollen die rechts dargestellten Einrichtungen zum Einsatz kommen. Ergänzen Sie das Schema mittels Bildzeichen (DIN ), so dass folgende Operationen durchgeführt werden können: Messung des Füllstands im Mandelsilo und Anzeige an Prozessleitwarte Dosieren und Zerkleinern einer vorzugebenden Mandelmasse mittels Wägung Mischen im Behälter mittels Rührwerk mit Motorantrieb Automatische Abschaltung des Rührwerks bei Unterschreiten einer Füllstandsuntergrenze im Rührbehälter Geregeltes Temperieren des Rührbehälters mittels Heißwasser Dosieren eines vorzugebenden Volumens an Mandel- Schokoladenmasse aus dem Rührbehälter heraus Mandelsilo Waage Mühle Rührbehälter Schokolade Schokoladenüberzug (Tauchbad)

26 Kennzeichnung von MSR-Aufgaben

27 Aufgabe: MSR-Aufgabe Milcherhitzer Benutzen Sie das Verfahrensfließbild des Milcherhitzers und ergänzen sie dieses mit folgenden MSR-Aufgaben gemäß der Bildzeichen nach DIN 19227: Messung des Füllstands im Rohmilchtank und Anzeige an Prozessleitwarte Füllstandsüberwachung des Milchtanks und automatische Schaltung auf einen leeren Tank mittels Ventilknoten Durchflussregelung mittels Pumpe mit frequenzgeregeltem Motorantrieb Automatische Abschaltung der Pumpe bei unterschreiten einer Füllstandsuntergrenze im Rohmilchbehälter Geregeltes Temperieren der Milch mittels Heißdampfes, Zieltemperatur ist die Produktausgangstemperatur nach dem Erhitzer Geregeltes Temperieren der Milch mittels Eiswasser, Zieltemperatur ist die Produktausgangstemperatur nach dem Kühler

28 MSR-Aufgabe Milcherhitzer

29 MSR-Aufgabe Milcherhitzer

30 Regelungseinrichtungen Die DIN definiert den Begriff der Regelung wie folgt: Das Regeln, die Regelung, ist ein Vorgang, bei dem fortlaufend eine Größe, die Regelgröße (zu regelnde Größe), erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird. engl.: closed loop control Unterschied der Regelung zur Steuerung: Eine Steuerung unterscheidet sich von der Regelung durch die fehlende Rückkopplung bzw. Rückführung (geschlossener Regelkreis). Auftretende Störgrößen und Veränderungen werden bei einer Steuerung nicht berücksichtigt. engl.: open loop control

31 Regelungseinrichtungen Regelung vs. Steuerung

32 Beispiel Temperaturregelung

33 MSR-Funktionselemente nach DIN Arten der Aufnehmer, Sensoren Arten der Messumformer Arten der Ausgabeeinheiten Arten der Regler Stellgeräte

34 Temperaturregelung nach DIN

35 Durchflussregelung nach DIN

36 Druckregelung nach DIN

37 Beispiele für Fließschemata aus der Lebensmittelindustrie

38 Grundfließschemata Kakao- und Schokoladeherstellung

39 Grundfließschemata Butterherstellung

40 Grundfließschema Brot- und Kleingebäck

41 Grundfließschema Malz- und Bierherstellung

42 Grundfließschema Milchverarbeitung Quelle: Theilen, Goldbach, 2000; Umweltkatalog Molkereien

43 Verfahrensfließbild Sudhaus einer Brauerei

44 Verfahrensfließschema Sirup- und Getränke

45 Verfahrensfließschema Brüdenverdichtung Sudhaus Deaeration Vapour compressor Warm water Surge chamber External boiler Steam M Vent M Warm water Support steam Wort kettle Internal boiler CIP pre-run Main steam Warm water Cold water Condensate cooler Condensate CIP-return

46 Verfahrensabschnitt = in sich geschlossener Teil des Verfahrens Verfahrensabschnitt

47 RI-Fließschemata - Grundinformationen