C Entwicklung der Prozessautomatisierung

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1 Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors Entwicklung er Entwicklung er m eispiel er utomatisierung eines Rührkesselreaktors: Mess- un Stellgeräte am jeweiligen Mess- un Stellort Enproukt Kühlung Kühlflüssigkeit - t Temperatur m Druck m m m n m Meßgerät Ventil, hanverstellbar Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors Entwicklung er 1 bis 1940: Keine utomatisierung is 1940 sin Mess- un Stellgeräte am jeweiligen Mess- bzw Stellort Die Mess- un Stellgeräte über ie ganze nlage verstreut Große Entfernungen zwischen en einzelnen Geräten etätigung er Stellorgane (z Ventile) erfolgt per an

2 Entwicklung er : Vorstufe er utomatisierung Vor er nlage wir ein Leitstan errichtet Wan zum Schutz es eienungspersonals un zur Zentralisierung er Geräte un eienung Mess- un Stellorgane mechanisch oer elektrisch zur Wan verlängert Leichtere eienung un bessere Übersicht Schnelleres blesen er Messgeräte verkürzt Reaktionszeit Gefahr für eienungspersonal verringert Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors Entwicklung er : Erste Stufe er utomatisierung Stellglie bestehen aus Stellantrieb un Stellorgan Messwertumformer, Signalumformer Messfühler Druck - Temperatur Kühlung Enproukt Messwarte Kühlflüssigkeit Messfühler (Messwertgeber, Sensoren), fernbeienbare Stellglieer (Stellgeräte, ktoren) un Messwarte (zentrale nzeigetafel mit Steuerpult) weren eingeführt Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors

3 Entwicklung er Messfühler (Sensoren) waneln ie Messgröße (Temperatur, Druck, Geschwinigkeit, Ort) in elektrisches Signal (Spannung, Strom, Wierstan) um, aurch Übertragung zur Messwarte erleichtert Stellglieer (ktoren, Stellmotore, Stellorgane) lassen sich von Messwarte elektrisch fernbeienen eispiele für Stellorgane: Ventil, Klappe, Weiche, Düse, Schalter, Ruer Zentralisierung er eienung in er Messwarte mit nzeigegeräten un Fernbeienung Zahl er Mess- un Stellgeräte kann erhöht weren Kompletter Überblick über en aktuellen Prozesszustan, a alle Prozessgrößen in er Messwarte erfasst weren Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors Entwicklung er : Zweite Stufe er utomatisierung 6 Regler mit Istun Sollwerteingang 6 6 Druck - Temperatur Kühlung 6 6 Enproukt Meß73warte Kühlflüssigkeit Es weren Regler eingeführt, amit kann er Prozess nahezu selbsttätig ohne Eingriff es eienungspersonals ablaufen Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors

4 Entwicklung er Regler beeinfusst eine Zustansgröße (Prozessgröße) so, ass sie einen geforerten Wert (Sollwert) annimmt un auf iesem gehalten wir Von er Messwarte aus wir em Regler er Sollwert vorgegeben Er vergleicht iesen ann mit em Istwert es Messwertgebers un greift, falls eine bweichung es Istwertes vom Sollwert vorliegt, entsprechen in en Prozess ein, so ass er Istwert an en Sollwert angenähert bzw letzterer erreicht wir (z Änern er Ventilstellung bei er Durchflussregelung er Kühlflüssigkeit) Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors Entwicklung er : Dritte Stufe er utomatisierung Es weren austeine eingeführt, ie em eienungspersonal ie rbeit erleichtern oer auch ganz abnehmen Solche austeine sin z: Grenzwertmeler lattschreiber zyklische btaster Vergleicher Verknüpfungsschaltungen Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors

5 Entwicklung er : Vierte Stufe Stufe er utomatisierung Die neuen austeine weren so miteinaner verknüpft, ass sie für spezielle ufgaben eingesetzt weren können: Datenerfassungssystem mit btaster un lattschreiber Messwertüberwachungssytem mit btaster, Vergleicher un lattschreiber Steuerungssystem: Ermittelt notwenige Eingriffe in en Prozess urch Verknüpfung un uswertung von binären Zustansgrößen es Prozesses (z blaufsteuerungt bei inusttiellen Fertigungsprozessen) Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors Entwicklung er 7 ab 1960: Fünfte Stufe er utomatisierung Die utomatisierung erfolgt jetzt urch en Einsatz von zentralen Prozessrechnern, ie ie ufgaben er einzelnen austeine komplett übernehmen Sie sin leistungsfähiger un vielseitiger einsetzbar Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors

6 Entwicklung er 8 ab 1975: Sechste Stufe er utomatisierung Einführung von Mikrorechnern, ie mit einem Zentralrechner verbunen sin: Zentralrechner Mikrorechner Mikrorechner Mikrorechner Mikrorechner Übergeornete ufgaben (z Ermittlung eines Sollwertes) auf Zentralrechner Spezielle ufgaben (z Regelung) auf Mikrorechnern, aurch Dezentralisierung usfall es Zentralrechners oer eines Mikrorechners kann kurzeitig toleriert weren Fehlertoleranz Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors Entwicklung er 9 ab 1980: Siebte Stufe er utomatisierung Einzelne Mikrorechner weren miteinaner vernetzt, meist über LN in usoer Ringtopologie verteilte Systeme: ussystem Zwei usprägungen: Mit einem Zentralrechner Dezentral, auch übergeornete ufgaben von Mikrorechnern erleigt Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors

7 Entwicklung er 10 ab 1990: chte Stufe er utomatisierung Rechner in technischen Prozess (Gerät oer Maschine) räumlich integriert: Embee Systems keine eigene enutzeroberfläche estanteil es Proukts online/close loop etrieb eispiele: Waschmaschinen, Telefonapparate, Werkzeugmaschinen, Rasierapparate Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors

8 Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors Gunter olch Universität Erlangen-Nürnberg Informatik 4, Entwicklungfm Reprouktion jeer rt oer Verwenung ieser Unterlage, außer zu Lehrzwecken an er Universität Erlangen-Nürnberg, bearf er Zustimmung es utors

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