Wat is een Intelligent relais?

Intelligent relais is een schakelaar die werkt doormiddel van een elektromagneet en is voorzien van geïntegreerde functies. Een gewoon relais is schakelaar die eveneens doormiddel van een elektromagneet functioneert echter bevat een gewoon relais geen geïntegreerde functies. Een Intelligent Relais zou je kunnen beschouwen als een schakelaar die voorzien is van een sterk vereenvoudigde PLC. De afkorting PLC staat voor: ‘programmable logic controller’. Dit maakt duidelijk dat in dit verband de Intelligent Relais kan worden voorzien van een aantal programmeerbare taken/ schakelingen. In feite heeft deze relais daardoor PLC eigenschappen. Intelligente Relais worden ook wel smart relays genoemd.

Waar worden Intelligent Relais voor gebruikt?
Tegenwoordig worden steeds meer machines en processen geautomatiseerd. Dat zorgt er voor dat het aantal componenten dat men gebruikt in de automatisering is uitgebreid. De PLC is een bekend voorbeeld hiervan maar is in sommige gevallen veel te uitgebreid om kleine machines of kleine installaties te automatiseren. Denk hierbij aan Domotica en sommige toepassingen in de industrie. Domotica is overigens het automatiseren van woninginstallaties. Het automatiseren van verwarmingssystemen, beveiliging, verlichting, apparaten en overige installaties in woningen valt onder Domotica maar heeft ook zeker raakvlakken met Internet of Things.

De term Internet of Things is in feite het tot stand komen van communicatie tussen apparaten en installaties doormiddel van internet. Een term die hierbij ook veel gebruikt wordt is embedded software. Hierbij is de software in feite ingebed in een apparaat zoals een wasmachine, droger of koffiezetapparaat. Embedded software is voorgeprogrammeerd zodat een gebruiker alleen maar op de knoppen van een apparaat hoeft te drukken en het apparaat ‘weet’ dan al wat het moet doen. Dit gebeurd bijvoorbeeld doormiddel van een interface. Een interface zit meestal aan een apparaat vast en zorgt er voor dat mens en apparaat met elkaar kunnen communiceren.

De Intelligente Relais worden ook gebruikt in gebouwbeheersystemen. Dit zijn in feite de systemen die worden toegepast in de utiliteit en industrie en hebben veel raakvlakken met Domotica alleen zijn gebouwbeheersystemen vaak omvangrijker. Zo kunnen Intelligente Relais worden toegepast in rolluiken en zonneschermen in combinatie met sensoren die het zonlicht waarnemen. Ook kunnen ze worden gebruikt voor het besturen van verlichting. Verder worden ze ook veel toegepast in ventilatiesystemen en verwarmingssystemen. Ook worden Intelligente Relais toegepast in schakelkasten.

De basis van intelligente relais of smart relays
Een Intelligent Relais bevat een aantal ingangen. Daarnaast zijn er een aantal geïntegreerde functies en een aantal uitgangen aanwezig. Een Intelligente Relais is een soort vereenvoudigde PLC. Deze relais werden in het verleden vooral voor de industrie ontwikkeld. Nu de automatisering van processen zich tegenwoordig niet alleen tot de industrie heeft beperkt maar ook Domotica steeds meer in opkomst is worden Intelligente Relais ook meer door Domotica installaties gebruikt.

In de module van de Intelligente Relais is een microprocessor geplaatst. Deze maakt het mogelijk om doormiddel van een pc of rechtstreeks doormiddel van een aantal toetsen (klavier) de Intelligente Relais een aantal opdrachten te geven.  Men kan dus een Intelligente Relais programmeren. Zo kan men timers programmeren of weekroosters. Ook logische functies en alles-uit bediening is mogelijk. Zo kan de relais worden gebruik om bij het verlaten van een woning met één druk op een knop alle verlichting worden uitgeschakeld. Een dergelijk systeem wordt gebruikt om energie te besparen en kan een onderdeel vormen van een complete domotica installatie. Het installeren van een intelligent relais is analoog aan een installatie met teleruptoren. Hierbij veranderen schakelcontacten bij elke stroompuls van stand. De ingeschakelde stand blijft dan behouden totdat er een volgende puls wordt gegeven. Een telerupotor werkt volgens het elektromagnetisch principe. Op basis van dit principe werkt ook de Intelligent Relais.

Wat is procesautomatisering of procesbesturing?

Procesautomatisering of procesbesturing is het automatiseren en besturen van productieprocessen en andere processen in bedrijven om deze effectiever te laten verlopen en het rendement van de organisatie te verhogen.

Procesautomatisering wordt onder andere toegepast in een productieomgeving. Hierbij kan men denken aan grote fabrieken waarbij men van grondstoffen producten gaat vervaardigen met behulp van computergestuurde machines. De geautomatiseerde processen zullen continue doorgaan. Het verloopt dus automatisch. Procesautomatisering vormt een onderdeel van een productiesysteem of besturingssysteem.

Als de procesautomatisering van een bedrijf goed is geregeld kunnen veel (productie)kosten worden bespaard. Daarom wordt de procesautomatisering bij verschillende managementmodellen zoals leanmanufacturing goed gemonitord.

Waar worden procesautomatiseringssytemen toegepast?
Het automatiseren van processen wordt voornamelijk toegepast in de maakindustrie. De maakindustrie omvat bedrijven waar concrete producten worden gemaakt. Deze bedrijven worden ook wel productiebedrijven genoemd. Een belangrijk kenmerk van deze bedrijven is dat de processen voortdurend worden bekeken en geoptimaliseerd. Hoe efficiënter het productieproces verloopt hoe meer geld kan worden verdiend. Voorraden worden zoveel mogelijk beperkt om ruimte en rente te besparen. Daarnaast zullend e verschillende stappen in het productieproces zo goed mogelijk op elkaar worden afgestemd zodat minder tijdverlies ontstaat. In het verleden was de onderlinge afstemming van de deelprocessen vooral iets dat leidinggevenden en machineoperators onderling zo goed mogelijk op elkaar afstemden. Tegenwoordig maakt men echter gebruik van computergestuurde machines met plc systemen en overkoepelende SCADA software waardoor machines ook met elkaar kunnen communiceren. Procesautomatisering vindt plaats in de industrie maar ook in een civieltechnische omgeving.

Waaruit bestaat een procesautomatiseringssysteem?
Bovenstaande vraag kan worden opgedeeld in twee hoofdgroepen namelijk de hardware en de software. De hardware omvat alles dat tastbaar en zichtbaar onderdeel uitmaakt van de procesautomatisering. Dit zijn bijvoorbeeld de machines en de printplaten, sensoren, bedrading, schakelkasten en het hardware deel van de PLC. Het softwarematige deel van het procesautomatiseringssysteem is abstracter. Dit omvat de programmering van de PLC en de SCADA. De software wordt gebruikt om het ‘brein’ van de automatisering opdracht te geven of functionaliteiten te geven. Op een interface komen zowel het softwaredeel als het hardwaredeel samen. Dit is namelijk een display of scherm waar doormiddel van software wordt gevisualiseerd hoe de hardware (de machine) functioneert. Een procesoperator kan bijvoorbeeld op een procescomputer aflezen in hoeverre het productieproces goed verloopt.

Voorbeelden van procesautomatiseringssystemen
Er zijn verschillende voorbeelden van procesautomatisering. Daarnaast zijn er ook diverse procesautomatiseringssystemen. Een aantal voorbeelden zijn:

  • Distributed control system (DCS)
  • Process control system (PCS)
  • Programmable logic controller (PLC)
  • Supervisory control and data acquisition (SCADA)

Deze verschillende softwaresystemen kunnen het proces of de deelprocessen van een organisatie optimaliseren en/of monitoren. Zo kan een PLC, mits de goed is geprogrammeerd, er voor zorgen dat een machine de juiste bewerking uitvoert als een grondstof of halffabricaat voor een bepaalde sensor verschijnt.

Interface
Ondanks deze automatiseringssystemen zijn er over het algemeen wel mensen nodig op de werkvloer om effectief te kunnen anticiperen op eventuele fouten in het productieproces. Dit kunnen bijvoorbeeld operators zijn maar ook productiepersoneel. Zij kunnen met behulp van een interface HMI controleren wat de machine doet en daarnaast met knoppen opdrachten geven indien de machine een bepaalde bewerking moet uitvoeren. Een interface zoals een beeldscherm met een toetsenbord/ paneel zorgt er dus voor dat een machine met een mens kan communiceren en andersom. 

Wat is een ladderdiagram en waar worden ladderdiagrammen voor gebruikt?

In de procestechniek worden steeds meer processen geautomatiseerd. Door computersystemen het werk te laten over nemen van mensen kan men sneller en effectiever produceren. Daarnaast wordt de kans op fouten in de productie gereduceerd. Dit zijn allemaal voordelen voor bedrijven in de procesindustrie. Het automatiseren van productieprocessen sluit vaak naadloos aan bij Lean manufacturing en Lean management. Voor automatisering is echter software en hardware nodig. Hierbij komen de termen SCADA, PLC en PAC onder andere aan de orde.

Als men het heeft over een PLC heeft men het vaak ook over ladderdiagrammen. Een ladderdiagram (LD) is een schema waarin logische schakelingen worden weergegeven. Dit zijn AND en OR schakelingen die worden aangestuurd door een PLC.

Een PLC is een Programmable Logic Controller, die houdt in dat dit apparaat geprogrammeerd moet worden. De PLC wordt dus geprogrammeerd doormiddel van een ladderdiagram. De opbouw van de programmeertaal van een ladderdiagram (Ladder Logic) lijkt op een ladder die uit verschillende sporten bestaat. De sporten van de ladderdiagram vormen een programma dat de PLC moet uitvoeren. Deze sporten worden sequentieel door de PLC uitgevoerd.

Een ladderdiagram bevat een bepaalde logica waarmee de werking van relais wordt nagebootst. Deze logica zorgt er voor dat een PLC relatief eenvoudig kan worden geprogrammeerd. Dit zorgt er voor dat PLC-programmeurs de PLC eenvoudiger kunnen programmeren. Daarnaast zorgt de logica van een ladderdiagram er voor dat storing zoeken vereenvoudigd kan worden.

PLC en PAC
De Programmable Logic Controller (PLC) en de Programmable Automation Controller (PAC) zijn twee apparaten die beiden gebruikt kunnen worden in de automatisering in de procestechniek. De PLC wordt geprogrammeerd met behulp van ladderdiagrammen. De PAC is een systeem dat eveneens wordt gebruikt in de automatisering van machines en productieprocessen. Een PAC is een combinatie van een PLC en een PC en  kan op verschillende manieren worden geprogrammeerd. Een PAC is niet afhankelijk van programmering met behulp van ladderdiagrammen.  Men kan een PAC bijvoorbeeld ook programmeren met C of C++ .

Wat is procestechniek en op welke wijze is deze techniek verbonden met de procesindustrie?

Procestechniek is onlosmakelijk verbonden met de procesindustrie. Deze industriële sector is heel breed. De procesindustrie is gericht op het produceren van producten. Deze productie gebeurd in fabrieken. Bij het vervaardigen van producten kunnen verschillende processen worden gebruikt. Zo kunnen bijvoorbeeld chemische of biochemische processen worden gehanteerd voor het vervaardigen van producten. Daarnaast kunnen producten ook doormiddel van fysische processen of mechanische processen worden geproduceerd.

Producten die in de procesindustrie worden geproduceerd
Door de verscheidenheid aan processen die toegepast zijn in de procesindustrie kunnen verschillende producten worden vervaardigd. Hierbij kan onder andere onderscheid worden gemaakt tussen eindproducten en halffabricaten. Een eindproduct is in principe meteen gebruiksklaar terwijl halffabricaten nog één of enkele bewerkingen moeten ondergaan om tot een eindproduct te kunnen komen. De eindproducten kunnen zowel verpakt voedsel als voorwerpen, gereedschappen, verzorgingsproducten, speelgoed en andere producten zijn. Bijna alle producten en voedingsmiddelen die men in het dagelijks leven gebruikt en nuttigt zijn in een fabriek geproduceerd of verpakt. De procesindustrie is daardoor één van de belangrijkste industrieën van de Westerse Wereld.

Wat is procestechniek?
Hierboven heb je gelezen dat er veel verschillende producten worden geproduceerd in de procesindustrie. De materialen waaruit de producten zijn vervaardigd verschillen enorm. Zo kunnen voedingsmiddelen uit melk maar ook uit granen en andere grondstoffen worden vervaardigd. Gebruiksvoorwerpen kunnen uit diverse kunststoffen vervaardigd worden maar ook uit hout en metaal. De manieren waarop deze grondstoffen verwerkt en bewerkt worden verschilt daarnaast ook. De procestechniek houdt zich bezig met het ontwerpen van de juiste machines om een bepaald product te vervaardigden. Daarbij wordt ook gekeken naar de volgorde waarin machines een bepaalde grondstof moeten bewerken tot eindproduct.

In de procesindustrie worden machines gebruikt die in de procestechniek zijn bedacht en gebouwd. De procestechniek richt zich daardoor niet alleen op het ontwerp. De bouw van machines in de procestechniek vormt een belangrijk onderdeel. Omdat machines in feite werktuigen zijn om een bepaalde bewerking uit te voeren wordt procestechniek ook wel onder de werktuigbouwkunde geplaatst. Procestechniek heeft naast een werktuigbouwkundige kant ook raakvlakken met de chemie, elektrotechniek en regeltechniek.

Automatisering in procestechniek
De machines zijn ontworpen en gebouwd om een bepaalde bewerking te doen. Doormiddel van de bewerking wordt een grondstof of halffabricaat in de gewenste vorm gebracht. Deze processen worden in de procestechniek zoveel mogelijk geautomatiseerd. De automatisering van machines is niet eenvoudig. Machines moeten voor een belangrijk deel zelf bewerkingen uitvoeren op het juiste moment. Daarvoor worden machines geprogrammeerd. Er worden in de praktijk verschillende programmeersystemen gebruikt. Een bekend systeem waarmee een machine kan worden geprogrammeerd is een PLC. Deze afkorting wordt voluit als volgt geschreven: Programmable logic controller. PLC systemen zorgen er voor dat bepaalde delen van een machine wel elektrische stroom krijgen en andere delen niet. Dit gebeurd onder ander door het inschakelen en uitschakelen van relais.

Naast een PLC systeem kan ook gebruik worden gemaakt van een Supervisory Control And Data Acquisition oftewel een SCADA. Dit is ook een industrial control system (ICS). Verder wordt in de praktijk ook wel een Distributed Control System (DCS) en een Process control system (PCS) gebruikt. Het programmeren, updaten en aanpassen van deze systemen is het werk van softwarespecialisten. Software engineers zijn voortdurend bezig met het ontwikkelen van nieuwe softwaresystemen voor de procesindustrie. Daarnaast worden software engineers ingezet om oude softwaresystemen te optimaliseren.

Procesoperators in de procestechniek
Procesoperators moeten er voor zorgen dat de processen in fabrieken goed verlopen. Dit gebeurd onder andere op grote beeldschermen en andere systemen waarmee de ontwikkelingen en processen in de fabriek worden gevisualiseerd. Hierbij wordt aandacht besteed aan de manier waarop de machines op elkaar zijn afgestemd en de output van de machines. Daarnaast wordt door de procesoperators gekeken naar de eventuele problemen die kunnen ontstaan bij bepaalde machinelijnen en wat daar de oorzaken van zijn. Hiervoor heeft een procesoperator veel contact met operators in de fabriek.

Operators in de procestechniek
De operators zijn verantwoordelijk voor één of enkele machines in het proces. Er wordt in de praktijk ook wel onderscheid gemaakt tussen machineoperators die verantwoordelijk zijn voor één machine en lijnoperators die verantwoordelijk zijn voor een complete machinelijn. Operators kunnen productiekrachten aansturen en zijn daarnaast verantwoordelijk voor voldoende toevoer van grondstoffen en halffabricaten voor de machine(s). Tijdens het proces kunnen machines echter ook te maken krijgen met een storing, slijtage of een andere vorm van beschadiging waardoor de machine niet goed meer functioneert. Eenvoudige technische problemen worden meestal door de operators zelf opgelost. Complexe problemen vereisen vakkundigheid. Daarvoor worden onderhoudsmonteurs ingezet.

Onderhoudsmonteurs in de procestechniek
Wanneer machines stil staan in een fabriek telt elke seconde. De machine moet zo snel mogelijk weer werkzaam zijn. Onderhoudsmonteurs zorgen er in de procesindustrie voor dat een storing in een machine zo snel mogelijk gelokaliseerd wordt en wordt opgelost. In sommige fabrieken wordt gebruik gemaakt van allround onderhoudsmonteurs. Andere fabrieken maken onderscheid tussen mechanische onderhoudsmonteurs, elektrotechnische onderhoudsmonteurs en storingsmonteurs met ervaring op software gebied (zoals PLC). Deze monteurs moeten goed onder tijdsdruk kunnen werken.