Wat is meet- en regeltechniek?

Meet- en regeltechniek is een verzamelnaam voor alle technieken die worden gebruikt voor het meten en regelen van dynamische systemen. Kenmerkend voor de meet- en regeltechniek is dat deze techniek in feite bestaat uit twee groepen: de meettechniek en de regeltechniek. De meettechniek is een vervolgens weer een verzamelnaam van verschillende technische systemen waarmee metingen kunnen worden gedaan, zoals het meten van druk, inhoud en temperatuur. De regeltechniek wordt bijvoorbeeld gebruikt om de druk te bepalen of de temperatuur in te regelen.

Voorbeeld werking meet- en regeltechniek
In de meet- en regeltechniek komen twee groepen samen meettechniek en regeltechniek. De meettechniek meet bijvoorbeeld dat de temperatuur in een ruimte 18 graden Celsius is. Dit is informatie die doormiddel van software (zoals een PLC) wordt doorgeven aan een computersysteem die regeltechniek bevat. Het computersysteem is door een programmeur met behulp van een interface ingeregeld en bevat dus regeltechniek. Als in het computersysteem is vastgelegd dat de temperatuur in de ruimte 20 graden Celsius moet zijn dan regelt het systeem bijvoorbeeld dat de ketel van de centrale verwarming in werking moet treden zodat de temperatuur omhoog gaat. Vervolgens meet de meettechniek dat de temperatuur daadwerkelijk op 20 graden is beland en geeft dit door aan de regeltechniek (computer). De computer zorgt er vervolgens voor dat de ketel afslaat. Op die manier houden de meettechniek en de regeltechniek met elkaar verband.

Wat is meettechniek?
Voordat men de regeltechniek een bepaalde bewerking kan laten uitvoeren heeft men informatie nodig. Deze informatie wordt geleverd door de meettechniek. De meettechniek meet eerst een bepaalde grootheid dit kan bijvoorbeeld tijd, luchtdruk, temperatuur, inhoud en snelheid zijn. Een grootheid is een meetbare eigenschap en het resultaat van de meeting wordt over het algemeen in een numerieke waarde vastgelegd. Daarnaast wordt de grootheid uitgedrukt in een bijpassende eenheid zoals bijvoorbeeld decibel wordt aangeduid symbool dB.

Het is niet altijd eenvoudig om metingen goed uit te voeren doormiddel van meetapparatuur. Verschillende omgevingsfactoren kunnen een ongunstige uitwerking hebben op het meetproces. Doormiddel van sensoren of voelers kan een meetsysteem informatie ontvangen. Deze informatie geeft aan wat er gemeten is. Of deze informatie juist is kan men pas bepalen als men zeker weet dat het meetinstrument goed functioneert en goed in contact staat met hetgene dat gemeten moet worden. Het is van groot belang dat de meettechniek goed werkt omdat de regeltechniek anticipeert op de informatie die de meettechniek aanlevert.

Wat is regeltechniek?
Regeltechniek is de techniek die wordt toegepast om een bepaalde bewerking uit te voeren. De informatie die uit de meettechniek naar voren is gekomen wordt doormiddel van een softwaresysteem vergeleken met de gewenste waarde. De gewenste waarde is meestal door een softwareprogrammeur vastgelegd in een softwaresysteem doormiddel van een interface. Een interface stelt een mens in staat om met een computer te communiceren. Een interface kan bijvoorbeeld een paneel zijn met een aantal knoppen er op. Door een knop in te drukken kan een systeem een bepaalde bewerking uitvoeren. Als het systeem echter goed is geprogrammeerd zal men nauwelijks de interface hoeven te gebruiken. Het systeem gebruikt dan de informatie van de meettechniek als input voor de computersoftware. Deze vergelijkt de informatie van de meettechniek met de gewenste waarde. Als hierin een afwijking is ontstaan kan de regeltechniek het systeem bijsturen. Over het algemeen kost de bewerking tijd. In geval van het hiervoor genoemde voorbeeld zal het even tijd kosten voordat de ketel voldoende warmte heeft geproduceerd om de temperatuur naar het gewenste niveau te laten stijgen.

Wat doet een meet- en regeltechnicus?
Het inregelen van meet- en regeltechniek wordt over het algemeen gedaan door een meet- en regeltechnicus. Deze technici hebben verstand van zowel de hardware als de software van meetsystemen en regelsystemen. Een meet- en regeltechnicus kan bij verschillende bedrijven werkzaam zijn. Over het algemeen werkt deze technicus bij een elektrotechnisch bedrijf of een bedrijf dat gericht is op industrieel onderhoud. Een meet-  en regeltechnicus kan een opleiding Onderhoudstechnicus Instrumentatie OTI hebben gevolgd.

Technici met deze opleidingsachtergrond werken bijvoorbeeld in de procesindustrie om daar regelaars en meetinstrumenten te plaatsen. In de woningbouw en utiliteit kunnen echter ook meet- en regeltechnici werken. Deze technici kunnen bijvoorbeeld gebouwbeheersystemen inregelen. Deze systemen bepalen bijvoorbeeld de temperatuur in de vertrekken van de gebouwen. Afhankelijk van de omvang van het gebouwbeheersysteem kan zelfs de (brand)beveiliging en de verlichting worden geregeld doormiddel van software.

Een meet- en regeltechnicus brengt de hardware aan zoals een interface met een display. Daarnaast brengt deze techneut ook de bedrading aan en de sensoren en overige meettechniek. Tot slot regelt de meet- en regeltechnicus het softwaresysteem in op basis van de wensen van de eindgebruiker. De eindgebruiker is de persoon die het gebouw, installatie of machine in gebruik neemt.

Wat is een distributed control system (DCS) en waar wordt dit systeem toegepast?

Een distributed control system wordt afgekort met DCS. Dit is een onderdeel van de automatisering van processen in productiebedrijven. Een DCS wordt onder andere toegepast in de industrie en daarnaast in civieltechnische toepassingen. Met een DCS kunnen processen worden gevolgd gestuurd en gecontroleerd. De DCS vormt een onderdeel van een productiesysteem.

Waaruit bestaat een DCS?
Een DCS behoort tot de procesautomatisering en bestaat uit een aantal verschillende onderdelen. Deze onderdelen behoren zowel tot de hardware als software. De software is als het ware het brein en de hardware gebruikt de machine om informatie te ontvangen (sensors) en een bewerking uit te voeren. De meetinstrumenten zoals sensors zijn doormiddel van bedrading verbonden via een bus. Daarnaast hoort bij dit systeem ook een multiplexer en A/D-convertors. Dit alles staat in verbinding met een procescomputer waarmee het proces wordt gevisualiseerd. Doormiddel van een interface kan men communiceren met de productiemachines en in de display of op het beeldscherm kan men aflezen welke output wordt gerealiseerd en worden eventuele fouten inzichtelijk.

Waar worden distributed control systems toegepast?
Distributed control systems worden bij verschillende bedrijven toegepast. Hierbij kan men bijvoorbeeld denken aan elektriciteitscentrales. Ook bij distributiesystemen van elektriciteit wordt gebruik gemaakt van een distributed control system evenals bij klimaatsystemen. In chemische fabrieken vormt het DCS ook een belangrijk onderdeel van de procesautomatisering.

Wat kan men met een distributed control system?
Met een distributed control system kan men processen besturen in een geautomatiseerde omgeving. Hierbij kan men denken aan het regelen van pompen en kleppen zodat grondstoffen kunnen circuleren in leidingen. Een DCS vormt een onderdeel van de procesautomatisering en kan autonoom functioneren zonder dat een operator de machine hoeft te bedienen. In de praktijk wordt echter vaak wel een interface met bijbehorend beeldscherm toegepast zodat de operator wel inzichtelijk krijgt wat de machine voor bewerking uitvoert en of er fouten ontstaan. Op die manier kan de machine communiceren met het personeelslid. Een personeelslid kan dan bijvoorbeeld de setwaarde wijzigen, de temperatuur veranderen of de druk in de leidingen. In de jaren negentig van vorige eeuw zijn alle verouderde pneumatische regelsystemen bij Nederlandse bedrijven vervangen door DCS. De pneumatische systemen werkten op basis van luchtdruk. DCS werkt op basis van software en krijgt zijn voeding vanuit elektriciteit.

Wat zijn de basisfuncties DCS?
Een DCS heeft tegenwoordig een aantal basisfuncties. Dit is het regelen van analoge signalen en het regelen van diverse procesparameters. Verder kunnen verschillende PLC functies, dit zijn digitale signalen, doormiddel van een DCS worden geregeld. In de historiek kan men de historische gegevens van de machine(s) nalezen als men deze heeft opgeslagen. Een DCS zorgt ook voor visualisatie van de input en output van het proces met daarbij de eventuele bijzonderheden zoals storingen en dergelijke. In het alarm management kan men abnormale condities beheren.  Ook kan men met het DCS rapportages maken van de gegevens uit bovengenoemde systemen.