Process control wordt gebruikt in de continue productie en discrete productie industrie. De continue productie zijn de industrieën waar een bepaald soort materiaal wordt geproduceerd zonder enige vorm van onderbreking. Deze industrie noemt men ook wel de procesindustrie en batch-processing industrie.
Process control wordt gebruikt om automatisch de omstandigheden te controleren waarin een product wordt gemaakt. Hierdoor wordt een betere kwaliteit en efficiëntie gegarandeerd.
Bij het afvalwaterbeheer gaat het bijvoorbeeld om de continue en onophoudelijke zuivering van afvalwater. Process control beheerst dit proces dus zonder enige onderbreking.
Een ander voorbeeld is olie- en gasraffinage en zelfs het transport van olie en gas door pijpleidingen. In deze industrie is een ononderbroken en gelijkmatige doorstroming van het materiaal nodig. Process control heeft verschillende systeemeisen, zoals:
In principe combineert process control de disciplines besturingstechniek en chemische techniek. Daarbij maakt het gebruik van gespecialiseerde en vaak op maat gemaakte industriële besturingssystemen. Deze meet en regelsystemen regelen de flow, output, het mengsel en andere dergelijke aspecten van een continu productieproces. Dit gebeurd op basis van de input van sensoren, datamonitoringsystemen en meer.
Dit stelt het bedrijf in staat om een veiliger, meer economisch en een meer consistent product te produceren. Process control systemen werken op een veel verfijnder en krachtiger niveau dan een systeem dat puur door de mens wordt bestuurd.
Denk bijvoorbeeld aan de betere resultaten dit zou opleveren bij het pasteuriseren van melk. Een enkele persoon neemt handmatig een temperatuurmeting op en schakelt vervolgens de warmte uit wanneer de melk de juiste temperatuur bereikt. Of een sensor in een pasteurisatietank die automatisch detecteert wanneer de melk goed is gepasteuriseerd en vervolgens de machine automatisch leegt en het product naar de volgende stap verplaatst.
In wezen gaat het er bij de procesbesturing dus om dat de menselijke input wordt geëlimineerd en dat de geavanceerde, geautomatiseerde systemen van een industriële fabriek automatisch kleine aanpassingen kunnen uitvoeren, zonder dat de menselijke controle van elk systeem wordt overgeslagen.
Er zijn een aantal verschillende disciplines en werkplekspecialisaties waarin procesbeheersing kan worden toegepast, zoals:
Engineers zijn doorgaans verantwoordelijk voor het ontwerpen van procesbesturingssystemen en machines. Met behulp van specificaties die door een fabrikant of ander bedrijf zijn opgesteld, is het de verantwoordelijkheid van een engineer om het juiste systeem te ontwerpen en ervoor te zorgen dat het een betrouwbaar en functioneel process control systeem is.
Engineers zijn gewoonlijk ook verantwoordelijk voor de ontwikkeling van procesbeheersingsinstrumenten voor het operationele personeel, zodat zij elk afzonderlijk proces op korrelvormige basis kunnen controleren en ervoor kunnen zorgen dat het goed werkt.
Software- en systeemontwerpers en -ontwikkelaars zijn doorgaans verantwoordelijk voor op software gebaseerde systemen die in verbinding staan met de fysieke machines die voor de procesbesturing worden gebruikt. Engineers en software-engineers werken gewoonlijk nauw met elkaar samen bij de ontwikkeling van procesbesturingssystemen.
Operations personeel, zoals supervisors en hun medewerkers, zijn verantwoordelijk voor het monitoren van de procesbesturingsapparatuur. Zij moeten er voor zorgen dat deze procesbesturingsapparatuur goed en zonder fouten functioneert.
Ondanks de vooruitgang op het gebied van industriële automatisering is menselijk toezicht noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de procesbesturingssystemen goed functioneren. Daarnaast moet het er voor zorgen dat handmatig ingrijpen (indien nodig) mogelijk is.
Kwaliteitsborging is nog steeds vereist in fabrieken die gebruik maken van process control. Dit om fouten en vergissingen op te vangen, process control systemen aan te passen en andere noodzakelijke acties te ondernemen die nodig zijn om een perfecte productkwaliteit, veiligheid en efficiëntie te garanderen.
Waarom is process control belangrijk? Waarom zouden industriële bedrijven zich inspannen om hun process control systemen te verbeteren of nieuwe procesbesturingen toe te voegen? Hier zijn een aantal redenen voor:
Wanneer systemen en processen geautomatiseerd zijn en automatisch worden uitgevoerd zonder menselijke tussenkomst, kunt u meer uit uw bestaande apparatuur en productieprocessen halen.
De behoefte aan menselijke tussenkomst wordt verminderd en u kunt de maximale efficiëntie – en kwaliteit – van elke machine die in uw fabriek wordt gebruikt, garanderen. Hierdoor kunt u de maximale doorvoercapaciteit van uw fabriek of faciliteit verhogen, zonder extra uitgaven voor dure apparatuur.
Industriële automatisering is een sleutelelement in elk productieproces. Hoewel menselijke interventie en toezicht altijd nodig zijn, stelt industriële automatisering u in staat om redundantie en onnodige handmatige controles te elimineren. Hierdoor zullen menselijke fouten en inefficiëntie verminderen. Tijdrovende en onnodige stappen die de doorvoercapaciteit van uw fabriek kunnen verminderen worden vermeden.
Industriële automatisering en procesbesturing helpen om elk systeem in uw fabriek zo efficiënt mogelijk te laten werken. Hierdoor worden inefficiënties geëlimineerd en de behoefte aan herbewerking en vernietiging van producten verkleind.
Procesbesturing helpt u niet alleen de systeemdoorvoer te verhogen, maar stelt uw fabriek of bedrijf ook in staat meer werk aan te nemen. Naarmate u de procesbesturing verder automatiseert, komen er meer medewerkers en systemen vrij om aan andere projecten en producten te werken, wat de winstgevendheid ten goede komt.
Door uw bestaande apparatuur en machines optimaal te benutten, kunt u de energie-efficiëntie van uw installatie verhogen, omdat er dankzij de procesbesturing geen verspilling van werk of producten plaatsvindt. Energieverbruik is een grote kostenpost voor industriële en productiebedrijven, dus het maximaliseren van de energie-efficiëntie helpt de kosten te minimaliseren en de winst te verhogen en draagt bovendien bij aan het behoud van het milieu.
Om deze en tientallen andere redenen is process control een absoluut essentieel onderdeel van de productie en industriële verwerking in veel verschillende industrieën. Verbeterde industriële automatisering helpt u het beste uit uw bestaande systemen te halen, afval te minimaliseren, de efficiëntie te stroomlijnen, meer werk aan te nemen en uw winstgevendheid te verhogen. En dat is nog maar het begin van de voordelen die u zult genieten van procesbesturingssystemen.
Elk process control systeem is anders, en dat geldt vooral als het gaat om procescontrole in de productie omgeving. Van op maat gemaakte procescontrole-instrumenten tot aan cloud-gebaseerde softwarepakketten: er zijn heel wat verschillende softwarepakketten, evenals tal van verschillende producten die worden gebruikt om te helpen bij de procescontrole.
Procesbesturingssoftware vormt de kern van elk procesbesturingssysteem. Hoewel het meestal maatwerk is, gebaseerd op uw fabriek, industriële processen en specifieke behoeften, zijn er enkele bedrijven die vooraf gebouwde procesbesturingsplatforms aanbieden.
Deze platformen kunnen meestal op maat worden gemaakt om te voldoen aan de behoeften van de meeste grootschalige industriële installaties en fabrikanten. Terwijl grote bedrijven meestal de voorkeur geven aan het inhuren van software-engineers om op maat gemaakte procesbesturingssoftware te bouwen, kan een kant-en-klaar platform nuttig zijn als u met een beperkter budget werkt, of als u hetzelfde systeem in meerdere fabrieken of faciliteiten moet gebruiken.
Procesinstrumentatie is eenvoudigweg één – of meerdere – computermonitoren, die metingen en informatie over elk systeem en proces in real-time leveren, op basis van uw process control systemen.
Dit type procesinstrumentatie kan worden gebruikt in een kleinschalige fabriek. Meer complexe installaties en faciliteiten – zoals bijvoorbeeld een kerncentrale – maken gebruik van verschillende soorten procescontrole-instrumenten. Hieronder vallen bijvoorbeeld grote, complexe schermen, computers en tal van andere procesinstrumenten, zoals wijzerplaten, meters, digitale uitlezingen en andere.
Ongeacht de complexiteit zijn alle soorten procescontrole-instrumenten bedoeld om hetzelfde te doen: om menselijke operators in één oogopslag een overzicht te geven van alles die zich op een bepaald moment binnen een bepaalde faciliteit voordoen.
De kern van elk process control systeem wordt gevormd door een reeks sensoren en monitoringsystemen, die worden gebruikt om realtime gegevens te verzamelen over een bepaald proces, oftewel “feedback loop”. In een voedingsmiddelenfabriek kunnen bijvoorbeeld thermometers en temperatuursensoren worden gebruikt om de temperatuur van een product te controleren, om er zeker van te zijn dat deze binnen veilige niveaus ligt en dat de temperatuur eenvoudig op het juiste niveau kan worden ingesteld, waardoor een maximale productkwaliteit wordt gegarandeerd.
Kwaliteitsborging software is een cruciaal onderdeel van de procescontrole. Dat komt omdat de kwaliteitsborging moet worden gebruikt om de algemene kwaliteit van een product te bevestigen en ervoor te zorgen dat het aan alle vereiste normen voldoet.
Kwaliteitsborging maakt het ook mogelijk om individuele processen aan te passen. Als een partij van een product niet helemaal voldoet aan de vereiste normen bijvoorbeeld, kan elk individueel proces en elke machine die betrokken is bij de productie ervan worden onderzocht op fouten, of kan het proces zelf worden herzien op basis van de gegevens die door het procesbesturingssysteem worden verzameld.
Lange termijn datawarehousing en analyses zorgen ervoor dat alle gegevens die door een process control systeem worden verzameld worden opgeslagen voor langetermijnarchivering.
Als een product defect raakt, kunnen bijvoorbeeld de gegevens van de productiebatch worden onderzocht om de oorzaak vast te stellen en om ervoor te zorgen dat het probleem zich niet meer voordoet. Langdurige data-analyse kan ook worden gebruikt om de efficiëntie van process control systemen te verbeteren.
Afhankelijk van het bedrijf, de industrie, de toepassing en het type process control systeem, kunnen de producten en systemen, die worden gebruikt om de procescontrole te implementeren, sterk verschillen. Daarom wenden veel grote bedrijven zich tot gespecialiseerde procestechnische bedrijven om hun eigen op maat gemaakte procesbesturingstools en -systemen te ontwikkelen. De complexiteit van het ontwikkelen van een process control systeem betekent dat de meeste bedrijven het hele proces niet “in eigen huis” kunnen uitvoeren.
Gewoonlijk wordt process control gebruikt in elke industrie waar continu productie plaatsvindt met weinig tot geen stilstand. Hierbij een paar van de belangrijkste industrieën voor process control systemen en hoe ze worden gebruikt:
Extreme precisie is vereist bij het maken van farmaceutische medicijnen. Zelfs kleine fouten kunnen een partij medicijnen of andere dergelijke producten volledig onbruikbaar maken. Farmaceutische bedrijven moeten menselijk ingrijpen en fouten tot een minimum beperken. Dit betekent dat de meeste farmaceutische bedrijven gebruik maken van geavanceerde process control systemen die een hoge mate van controle van het productieproces mogelijk maken. Hierdoor wordt productverspilling tot een minimum beperkt en wordt de veiligheid van alle medicijnen die in de fabriek worden geproduceerd gegarandeerd.
Alle soorten productiebedrijven kunnen gebruik maken van procescontrole. Een bedrijf dat bijvoorbeeld constructiestaal produceert, zal waarschijnlijk gebruik maken van process control voor taken zoals het verzekeren van de juiste temperatuur van hoogovens, het controleren van de viscositeit van gesmolten metaal, en voor andere taken die bijdragen aan het verzekeren van de juiste algemene kwaliteit voor de producten.
Procesbeheersing is uiterst belangrijk in de pulp- en papierindustrie. Dit komt deels omdat de grondstof (hout) die voor pulp en papier wordt gebruikt, sterk kan variëren in kwaliteit en er regelmatig en voortdurend aanpassingen in de productieprocessen nodig zijn om hiermee rekening te houden. Hierdoor is het mogelijk dat een gevarieerde input (hout) altijd een consistente output oplevert (pulp- en papierproducten).
Fabrikanten van halfgeleiders (microchips), zoals Intel, AMD, Nvidia en andere, maken uitgebreid gebruik van procescontrole. De omgevingen waarin microchips worden gemaakt, moeten ongelooflijk nauwkeurig worden gecontroleerd. Anders kunnen hele partijen halfgeleiders volledig worden geruïneerd en onbruikbaar worden gemaakt.
Consistentie is absoluut noodzakelijk in de petrochemische industrie. Met name bij het maken van producten zoals hoogwaardig rubber en (van aardolie afgeleide) kunststoffen.
Process control kan worden gebruikt om producten tijdens het raffinage- en productieproces nauwlettend in de gaten te houden. Hierdoor wordt een constante kwaliteit en een ononderbroken productie van een bepaald petrochemisch product gegarandeerd.
Elektriciteitscentrales wekken geen fysiek product op, maar wekken elektriciteit en stroom op voor gebruik elders en dat moeten ze constant doen, zodat ze altijd gebruik maken van een aantal process control systemen.
Deze systemen worden gebruikt om de elektriciteitsproductie te controleren, zodat er geen overtollige stroom wordt opgewekt en de centrale niet te weinig stroom produceert.
De brandstof, de temperatuur van de installatie, de toevoer van koelvloeistof en andere factoren moeten voortdurend worden aangepast om een goede stroomopwekking te garanderen.
Eerder gaven we al een voorbeeld van het gebruik van procesbeheersing bij de pasteurisatie van melk. Het gebruik van process control om de productie van voedingsmiddelen en zuivelproducten te automatiseren is een geweldige manier om ervoor te zorgen dat het voedsel veilig is en van een consistente kwaliteit. Daarbij kan het de totale productie van een voedingsmiddelenfabriek of voedselverwerkingsbedrijf helpen te maximaliseren.
Waterbehandeling is een ideale toepassing voor procesbeheersing. Dit heeft te maken met het feit dat de input (afvalwater, zeewater, etc.) nooit stopt en nogal kan variëren in samenstelling.
Ook de output (drinkbaar water) moet in een constante stroom vrijkomen en van voldoende kwaliteit zijn.
Process control helpt de zuiveringsprocessen automatisch aan te passen aan de verschillende inputs. Gezond en veilig drinkwater is het resultaat van het zuiveringsproces.
Het is een must dat olie en gaspijpleidingen een constante stroom van olie of gas leveren en op de juiste druk blijven. Procescontroles kunnen helpen bij het automatisch aanpassen van pijpleidingen en productdoorvoer. Hierdoor blijft de pijpleiding veilig en wordt een constante stroom van olie of gas gegarandeerd.
Raffinaderijen maken ook gebruik van procescontroles om de veiligheid, productkwaliteit en ononderbroken productie te garanderen.
Dit zijn enkele van de industrieën waar procesbeheersing het zwaarst wordt gebruikt. Elk industrieel bedrijf maakt op de één of andere manier gebruik van procesbeheersing.
Procesbesturing maakt gebruik van geautomatiseerde sensoren, softwareprogramma’s en computers om een bepaalde “feedback loop” aan te passen. Bijvoorbeeld om de temperatuur van een rubbersamenstelling tijdens de productie te controleren. Process control houdt snelheid, aantallen en aanverwante productieproces instrumenten in de gaten.
De procesbesturing kan slechts één van deze “feedback loops” omvatten maar kan ook in een hele fabriek worden gebruikt. Denk hierbij aan duizenden individuele met elkaar verbonden “feedback loops”. Deze procesinstrumenten moeten onderling operationeel zijn om maximale veiligheid en efficiëntie te garanderen.
Hier zijn een paar voorbeelden van procesbesturingstoepassingen, hoe ze worden gebruikt en waarom ze zo belangrijk zijn.
Regelstaven zijn een zeer eenvoudig te begrijpen voorbeeld van procesbesturing, en een “feedback loop”. Het vermogen van een kernreactor wordt voor een deel gecontroleerd door controlestaven. Stuurstangen zijn opgebouwd uit een materiaal, zoals boor, dat de energie absorbeert die vrijkomt bij kernsplijting.
Wanneer het vermogen van een reactor stijgt, worden geautomatiseerde sensoren gebruikt om deze regelstaven in de reactor te laten zakken. Op hun beurt absorberen ze energie en brengen ze het vermogen terug tot het juiste niveau. Als het niveau dan te snel begint te dalen, worden de regelstaven automatisch weer aangepast.
Deze “feedback loop” gebeurt continu en meestal zonder tussenkomst van een mens. Door kleine aanpassingen aan de stuurstangen houdt het procesbesturingssysteem de vermogensafgifte binnen het opgegeven niveau.
De operators maken echter wel gebruik van een procescontrolecontrole systeem om ervoor te zorgen dat de reactor goed functioneert. Dit zorgt er voor dat de controlestaven niet falen.→
Ontzilting wordt gebruikt om zeewater of zout water om te zetten in drinkbaar drinkwater. Dit gebeurd door middel van het verwijderingsproces van zout en andere onzuiverheden.
Omgekeerde osmose-ontzilting (*) is de meest voorkomende vorm van ontzilting, bestaande uit een gespecialiseerd membraan waar water doorheen wordt “geduwd”. Het water is in staat om door het membraan te duwen, terwijl zouten en verontreinigingen achterblijven.
Een eenvoudig voorbeeld van procesbeheersing bij omgekeerde osmosis ontzilting is het reinigingsproces. Na verloop van tijd wordt het membraan (dat gebruikt wordt om verontreinigingen uit te filteren) gereinigd. Een process control systeem kan de prestaties van het membraan controleren en vervolgens automatisch detecteren wanneer het moet worden gereinigd. Daarbij kan het ook het systeem uitschakelen om het met schoon vers water te spoelen, deze verontreinigingen te verwijderen en het membraan automatisch te herstellen.
(*) Osmose is een natuurlijk verschijnsel. Door het proces van osmose kunnen planten voeding opnemen uit de grond en onze nieren kunnen ons bloed van afvalstoffen zuiveren. Zonder osmose is leven dus eigenlijk ook niet mogelijk.
Vaak gebruikt men process control in de voedingsindustrie. Neem een vleesproduct als een hotdog als voorbeeld. Het vlees wordt op de juiste temperatuur gekookt zodat het eetbaar is en vrij van verontreinigingen. Maar de hotdog mag niet te gaar zijn, anders ruïneert dat het product.
Een process control systeem analyseert het volume van levensmiddelen in een bepaalde oven. Daarbij kan het de temperatuur van deze kookzone berekenen. Hierdoor is het systeem in staat de optimale tijd te berekenen die het voedsel nodig heeft om in de kookzone te blijven. Vervolgens wordt het product in de oven gekookt en er automatisch uit gehaald. Dit garandeert een snelle batchverwerking zonder menselijke tussenkomst met telkens perfect consistente resultaten.
Door het implementeren van betere procesbeheersing kunnen bedrijven in iedere industrie profiteren van een efficiënter productieproces, een betere productkwaliteit, een hogere productie en een aantal andere voordelen.
Lees ook:
Interessante organisaties/websites in Nederland:
International Instrument Users’ Association WIB
FHI
Industriekalender
Processcontrol is het monitoren en aanpassen van industriële processen om optimale efficiëntie, kwaliteit en veiligheid te waarborgen. Process control wordt gebruikt in de continue productie en discrete productie industrie.
De continue productie zijn de industrieën waar een bepaald soort materiaal wordt geproduceerd zonder enige vorm van onderbreking. Deze industrie noemt men ook wel de procesindustrie en batch-processing industrie.
IndustrieVandaag is een onafhankelijk platform met het laatste nieuws van vandaag over de procesindustrie, industrial processing, productie industrie, maakindustrie en elektronica industrie.
Neem contact met ons op:
Tel +31 (0)23 737 07 63
Email via contactpagina
