Desmontagem central - Membros da família de instrumentos de controle de processos, cada um desempenhando suas funções para construir um circuito fechado

Embora a família de instrumentos de controle de processos pareça grande e complexa, seus membros principais estão divididos principalmente em quatro categorias. Da “coleta de dados” à “execução das instruções”, possuem clara divisão de trabalho e estreita cooperação, formando um circuito fechado completo de monitoramento e regulação da produção, indispensável. Dominar as funções desses quatro tipos de instrumentos pode ajudá-lo a resolver rapidamente a lógica central do controle de processos.

Como a “vanguarda” da família, a principal responsabilidade dos instrumentos de detecção é “coletar dados em tempo real”, capturar e transmitir com precisão vários parâmetros-chave no processo de produção, sem perder nenhuma flutuação. Assim como os “olhos” da produção industrial, eles são a base de todo o circuito fechado de controle. Sem dados de detecção precisos, a regulamentação subsequente é impossível.

Tipos comuns de instrumentos de detecção (4 tipos principais)

1. Instrumentos de temperatura: Principalmente termopares e resistores térmicos, eles detectam com precisão a temperatura em caldeiras de reação e tubulações, capturando até flutuações de alguns décimos de grau para manter a "linha vermelha de temperatura" de produção sob controle;
2. Instrumentos de pressão: incluindo manômetros e transmissores de pressão, eles monitoram a pressão em tubulações e contêineres 24 horas por dia para evitar vazamentos de alta-pressão e baixa{2}}ineficiência de pressão, garantindo a segurança da produção;
3. Instrumentos de fluxo: como medidores de vazão de vórtice e medidores de vazão eletromagnéticos, eles medem com precisão o volume de entrega de líquidos e gases, ajudando as empresas a controlar a entrada de matérias-primas e a saída de produtos para evitar desperdícios;
4. Instrumentos de nível: como medidores de nível de radar e medidores de nível ultrassônicos, eles medem-em tempo real a altura dos materiais nos tanques de armazenamento, facilitando a visualização do estoque e se há escassez [2].

Os dados originais coletados pelos instrumentos de detecção são sinais elétricos complexos que não podem ser interpretados diretamente por pessoas comuns. Neste momento, os instrumentos de exibição entram em ação. Sua principal responsabilidade é "apresentar os dados de forma intuitiva", convertendo sinais elétricos em valores e indicadores claros, permitindo que os operadores compreendam rapidamente o status da produção, sem interpretação profissional.

Tipos convencionais de instrumentos de exibição

Atualmente, os principais instrumentos de exibição em instalações industriais estão divididos em duas categorias: instrumentos de exibição digital e instrumentos de ponteiro analógico. Os instrumentos de exibição digital possuem alta precisão e velocidade de leitura rápida, podem exibir valores específicos diretamente e são a primeira escolha nas instalações industriais atuais; os instrumentos ponteiros analógicos são clássicos e duráveis, com estrutura simples, adequados para cenários simples com baixos requisitos de precisão.

Quando os instrumentos de detecção descobrem que “os dados se desviam do padrão” (como temperatura muito alta ou pressão muito baixa), os instrumentos de regulação serão colocados em uso imediatamente, atuando como o “comandante” [2]. Sua principal responsabilidade é "emitir instruções de regulação com precisão": de acordo com os parâmetros padrão predefinidos, combinados com a magnitude e velocidade de mudança do desvio, calcular automaticamente o plano de regulação ideal e instruir o mecanismo executivo subsequente a fazer ajustes para puxar os parâmetros desviados de volta à faixa normal.

Equipamento principal e características de atualização de instrumentos reguladores

Dentre os instrumentos reguladores, o regulador PID é um “equipamento estrela” na automação industrial, com regulação precisa e estável, adequado para a maioria dos cenários de produção. Isso pode ser visto nas indústrias química, de energia elétrica e farmacêutica [2]. Com a atualização inteligente, os instrumentos reguladores modernos também possuem funções de armazenamento de dados e controle remoto, melhorando ainda mais a eficiência da regulação [1].

As instruções emitidas pelos instrumentos reguladores devem, em última instância, ser implementadas pelos atuadores - eles são os braços-direitos do “comandante” e os membros mais “trabalhadores” de toda a família. Sua principal responsabilidade é "executar ações reguladoras": receber instruções dos instrumentos reguladores, concluir ações com precisão, como abertura e fechamento de válvulas, ajuste de defletor e ajuste de velocidade do motor, e realmente transformar "instruções" em "operações reais" para garantir que o processo de produção seja estável e controlável.

Tipos comuns de atuadores e cenários adaptáveis

Os atuadores mais utilizados em instalações industriais são válvulas de controle pneumático e válvulas de controle elétrico, adequadas para diferentes condições de trabalho: as válvulas de controle pneumático são acionadas por ar comprimido, com velocidade de resposta rápida, adequadas para cenários perigosos inflamáveis ​​e explosivos; as válvulas de controle elétrico são acionadas por eletricidade, com alta precisão de regulagem, adequadas para cenários com alta exigência de precisão de regulagem.

Os quatro tipos de instrumentos formam um circuito fechado completo de “detecção → exibição → regulação → execução”. São esses equipamentos “normal” que em conjunto constroem o “centro nevrálgico” da produção industrial e apoiam o desenvolvimento automatizado de diversas indústrias [2].