Teknisk nyt

Annonce fra Teknisk Nyt Special

Vanskelig opgave med temperaturregulering
Systeminstrumentering tilpasset specialbehov f.eks. til regulering af processer med vanskelige væsker.

Gennem mange år havde en kunde brugt HBO regulatorer til temperaturregulering, trykregulering og enkelte gange flowregulering. Blandt disse mange opgaver har der kun været meget få, der ikke blev løst i første omgang og årsagerne har næsten altid været forkert opbyggede systemer. En typisk fejl i denne forbindelse er forkert placeret termoføler og manglende cirkulation af mediet. I enkelte tilfælde kan processen være så vanskelig at regulere, at der må tages særlige metoder i anvendelse. I nogle processer kan der være så lang dødtid (Den tid der går, fra en ændring indtræder, til der måles en reaktion), at almindelig regulering bliver umulig. Når først reaktionen kommer i form af stigende eller faldende procesværdi, har regulatoren kørt reguleringsventilen alt for langt op eller ned.

Vanskelig væske

Som eksempel på en vanskelig temperaturregulering kan nævnes opvarmning af en væske, der koagulerer under opvarmningen. Tænk på fremstilling af røræg hjemme i køkkenet, der må man til stadighed forsigtigt skrabe æggemassen fra pandens varme bund. På samme måde må der i industrien anvendes skrabevarmevekslere, når et koagulerende produkt skal opvarmes. En cylindrisk dampkappe varmeveksler, der skal have plads til en roterende aksel med skrabere indvendig, må nødvendigvis have et volumen, der er langt større end f.eks. det, der er typisk for en pladevarmeveksler. Et stort tværsnitsareal i forhold til et begrænset flow giver en meget langsom gennemstrømning af produktet. Med en roterende skraber inde i varmeveksleren, kan termoføleren først monteres i vekslerens afgangsrør. Når det opvarmede produkt endelig når så langt, er der så meget produkt under opvarmning efterfølgende, at temperaturreguleringen meget let går i store pendlinger. Da problemet er, at temperaturen kan blive alt for høj og alt for lav, ligger løsningen i at sætte grænser for øvre og nedre temperatur. Med dampopvarmning er det dampens fortætningstemperatur, der bestemmer den tilførte varmeeffekt. Skal et produkt varmes op til 135°C, er det måske nødvendigt med damptemperatur i dampkappen på 148°C og en damptemperatur under 130°C (ca. 1,7 bar) er således ikke nødvendig.

Trykregulator med ekstern setpunktkontrol

I samarbejde med HBO Instruments udvikledes en HBO 434 trykregulator med ekstern setpunktkontrol og internt justerbare minimum- og maksimumbegrænsning af setpunktet. Med HBO temperaturregulatorens udgangssignal ført frem til eksternt setpunkt på trykregulatoren, opnås den effekt, at for lav temperatur på produktet får trykregulatoren til at hæve damptrykket. Herved stiger temperaturen langsomt men sikkert, og fordi der er indlagt en øvre grænse på f.eks. 4 bar (152°C), sker stigningen ikke hurtigere, end at systemet når at komme i balance. På samme måde undgås en alt for lav temperatur, når temperaturen er blevet for høj.

Tilpassede regulatorer

Ud fra sin egenfremstillede, digitale standardregulator, kan HBO Instruments tilpasse sine instrumenter til at løse særlige opgaver på en enkel og driftsikker måde. Det er en styrke, at instrumenterne er enkle og lette at indregulere som følge af HBOs specielt udviklede PI regulering med integratorbegrænsning.

Uden oversving

PI-regulatoren begrænser integrationsleddet. Det medfører et indsvingningsforløb næsten uden oversving. Set-punktet stilles på drejeknap eller via eksternt signal. Typisk brug er som grænsekontakt, alarmgiver eller regulator for temperatur, tryk, hastighed etc. En lille repetition af en PI-regulering til temperatur: Proportionalreguleringen sørger for at holde temperaturen konstant mellem øvre og nedre båndgrænse. Den maksimale proportionalafvigelse er derfor den halve båndbredde. Integralleddets opgave er at fjerne proportionalfejlen. Det gør integratoren, hvis udgangssignal styres af f.eks. temperaturafvigelsen (setpunkt minus aktuel temperatur). Kun når den er nul er integratorens udgangssignal konstant. Den tid udgangssignalet ville være om at fjerne en konstant temperaturafvigelse kaldes integrationstiden. Den hastighed som integralleddet kan korrigere for afvigelser fra setpunktet med, er derfor proportional med afvigelsen. Det vil sige, at temperaturen nærmer sig setpunktet efter en eksponentialkurve, hvis stejlhed er bestemt af integrationstiden.