E&I in de procesindustrie – Samenvatting – Minor PA 2018/2019
Les 1
Bekijk de plaatjes uit de PPT tijdens het leren!
Automatiseren = het vervangen van menselijke arbeid door machines
Kenmerken van machines:
o Kunnen handelingen sneller uitvoeren
o Beter bestand tegen gevaarlijke stoffen
o Zijn sterk, niet te vermoeien en vervangbaar
o Wordt bestuurd door computers en mensen.
Kenmerken van computers:
o Zijn snelle rekenmachines voor administratieve functies
o Input levert output
o Worden steeds meer gebruikt in de industrie
PLC = Programmable Logic Controllers
PCS = Process Control Systems
DCS = Distributed Control Systems
SCADA = Supervisory Control and Data Acquisition
Eigenschappen productie-industrie =
o Collectie van alleenstaande machines
o Verbindingen door transportbanden
o Relatief kleinschalig & korte afstanden
o Hoge snelheid datacommunicatie
o Meest discrete signalen
o Bestuurd door PLC systemen
o Local operator interfaces
o Gevaarblootstelling voor een persoon
Eigenschappen procesindustrie =
o Collectie van alleenstaande procesunits
o Verbindingen door procesleidingen
o Relatief groot & lange afstanden
o Medium snelheid data communicatie
o Meest analoge signalen
o Geregeld door DCS systemen
o Centraal geplaatste controlekamers
o Gevaarblootstelling voor meerdere mensen
Verticale Integratie (driehoek hiërarchie)
1. Procesinformatie en –planning
ERP = Executive Resource Planning
2. Procesbeheersing
MES = Manufacturing Execution System
3. Procesbediening
HMI/SCADA/DCS stations
4. Procesbesturing
PLC/PAS/DCS controllers
5. Veldinstallatie
Sensoren/actuatoren
Material Balance = specificatie van de processtroom
Equipment Data Sheet = detailgegevens van een procesapparaat
Instrument Specification = specificatie van technische eisen per instrument
Instrument Loop Diagram = tekening van de interconnectie per loop
Hook-up diagram = tekening van alle aansluitingen van een instrument in de
procesinstallatie.
, Meetsignalen:
o Stroom (mA, uA)
o Weerstand (Ω, kΩ)kΩ)Ω)
o Druk (psi, bar)
o Spanning (uV, mV, V)
o Puls/Frequentie (digitaal, Hz)
Elektrische transmitters:
o Vierdraads, 2 voeding en 2 uitgang = het aantal draden heeft geen relatie met de
sensor, wordt gebruikt voor instrumenten met grotere vermogens.
o Driedraads, 1 voeding, 1 uitgang en 1 gedeeld = algemeen gelijkspanning en staat een
signaaluitgang van 0-20 mA toe.
o Tweedraads, gezamenlijke voeding en uitgang = meest toegepast, ‘’live zero’’
benodigd en minimale ‘’lift-off’’ spanning vereist.
HART protocol:
o Simultane Analoge en Digitale Communicatie
o Gebaseerd op bekende BELL 202 Modulatietechniek met 1200 bps.
o Gebruikt Master/Slave communicatie op twee draden, in drie modes:
Punt-tot-punt analoge en digitale mode
Burst mode om overdrachtssnelheid te verhogen
Volledig digitale mode met netwerk functies
o Heeft een standaard commando structuur in drie groepen.
o Is volledig open voor elke gebruiker en producent
o Wordt gebruikt door >120 leveranciers van instrumentatie
o Heeft grootste Installed base in Instrumentatie (>1 miljard US$)
o Is de basis geweest voor het ontwerp van ‘’interoperability’’ taal
DDL = Device Description Language
Safety Integrity (SIL) = de gemiddelde waarschijnlijkheid van een veiligheidssysteem om
naar behoren een veiligheidsfunctie uit te voeren onder de gedefinieerde condities en binnen
de gespecificeerde tijd.
Safety Instrumented Function (SIF of IPF) = een beschermende functie die wordt
uitgevoerd door instrumenten met als doel de risico’s te verlagen.
Betrouwbaarheid:
o De integriteit of betrouwbaarheid van het veiligheidssysteem hangt af van fouten die
in dit systeem kunnen optreden.
o Dit is mede afhankelijk van de fouten in de instrumenten
o Het betreft dan voornamelijk de niet detecteerbare gevaarlijke fouten.
SIL maatregelen:
1. Risico’s worden vastgesteld op basis van een HAZOP studie
2. Voor ieder risico wordt door middel van een classificatie een, Safety Integrity Level OF
SIL niveau bepaald.
3. Deze worden vastgesteld in een managementverklaring
4. Voor ieder risico van SIL 1- SIL 3 dient een beperkende maatregel (functie) te worden
genomen.
o Een Safety Instrumented Function (SIF)
o Elke SIF bestaat uit een elektrische regelkring (E/E/PE)
o Die worden in een Safety Requirement Specification (SRS) gedetailleerd beschreven.
o De regelkringen samen vormen het veiligheidssysteem, een Safety Instrumented
System (SIS)
5. Niveau SIL 4 vereist een additionele veiligheidsstudie en kan een wijziging van het
procesontwerp tot gevolg hebben.
6. Door middel van SIL verificatie wordt aangetoond of de kring aan het vereiste SIL niveau
voldoet.
7. Met de SRS als basis wordt een SIS geproduceerd, geïnstalleerd, commissioned,
zorgvuldig getest en in gebruik genomen.
SIF is een functie om, met behulp van instrumenten, de risico’s te verlagen.
Les 1
Bekijk de plaatjes uit de PPT tijdens het leren!
Automatiseren = het vervangen van menselijke arbeid door machines
Kenmerken van machines:
o Kunnen handelingen sneller uitvoeren
o Beter bestand tegen gevaarlijke stoffen
o Zijn sterk, niet te vermoeien en vervangbaar
o Wordt bestuurd door computers en mensen.
Kenmerken van computers:
o Zijn snelle rekenmachines voor administratieve functies
o Input levert output
o Worden steeds meer gebruikt in de industrie
PLC = Programmable Logic Controllers
PCS = Process Control Systems
DCS = Distributed Control Systems
SCADA = Supervisory Control and Data Acquisition
Eigenschappen productie-industrie =
o Collectie van alleenstaande machines
o Verbindingen door transportbanden
o Relatief kleinschalig & korte afstanden
o Hoge snelheid datacommunicatie
o Meest discrete signalen
o Bestuurd door PLC systemen
o Local operator interfaces
o Gevaarblootstelling voor een persoon
Eigenschappen procesindustrie =
o Collectie van alleenstaande procesunits
o Verbindingen door procesleidingen
o Relatief groot & lange afstanden
o Medium snelheid data communicatie
o Meest analoge signalen
o Geregeld door DCS systemen
o Centraal geplaatste controlekamers
o Gevaarblootstelling voor meerdere mensen
Verticale Integratie (driehoek hiërarchie)
1. Procesinformatie en –planning
ERP = Executive Resource Planning
2. Procesbeheersing
MES = Manufacturing Execution System
3. Procesbediening
HMI/SCADA/DCS stations
4. Procesbesturing
PLC/PAS/DCS controllers
5. Veldinstallatie
Sensoren/actuatoren
Material Balance = specificatie van de processtroom
Equipment Data Sheet = detailgegevens van een procesapparaat
Instrument Specification = specificatie van technische eisen per instrument
Instrument Loop Diagram = tekening van de interconnectie per loop
Hook-up diagram = tekening van alle aansluitingen van een instrument in de
procesinstallatie.
, Meetsignalen:
o Stroom (mA, uA)
o Weerstand (Ω, kΩ)kΩ)Ω)
o Druk (psi, bar)
o Spanning (uV, mV, V)
o Puls/Frequentie (digitaal, Hz)
Elektrische transmitters:
o Vierdraads, 2 voeding en 2 uitgang = het aantal draden heeft geen relatie met de
sensor, wordt gebruikt voor instrumenten met grotere vermogens.
o Driedraads, 1 voeding, 1 uitgang en 1 gedeeld = algemeen gelijkspanning en staat een
signaaluitgang van 0-20 mA toe.
o Tweedraads, gezamenlijke voeding en uitgang = meest toegepast, ‘’live zero’’
benodigd en minimale ‘’lift-off’’ spanning vereist.
HART protocol:
o Simultane Analoge en Digitale Communicatie
o Gebaseerd op bekende BELL 202 Modulatietechniek met 1200 bps.
o Gebruikt Master/Slave communicatie op twee draden, in drie modes:
Punt-tot-punt analoge en digitale mode
Burst mode om overdrachtssnelheid te verhogen
Volledig digitale mode met netwerk functies
o Heeft een standaard commando structuur in drie groepen.
o Is volledig open voor elke gebruiker en producent
o Wordt gebruikt door >120 leveranciers van instrumentatie
o Heeft grootste Installed base in Instrumentatie (>1 miljard US$)
o Is de basis geweest voor het ontwerp van ‘’interoperability’’ taal
DDL = Device Description Language
Safety Integrity (SIL) = de gemiddelde waarschijnlijkheid van een veiligheidssysteem om
naar behoren een veiligheidsfunctie uit te voeren onder de gedefinieerde condities en binnen
de gespecificeerde tijd.
Safety Instrumented Function (SIF of IPF) = een beschermende functie die wordt
uitgevoerd door instrumenten met als doel de risico’s te verlagen.
Betrouwbaarheid:
o De integriteit of betrouwbaarheid van het veiligheidssysteem hangt af van fouten die
in dit systeem kunnen optreden.
o Dit is mede afhankelijk van de fouten in de instrumenten
o Het betreft dan voornamelijk de niet detecteerbare gevaarlijke fouten.
SIL maatregelen:
1. Risico’s worden vastgesteld op basis van een HAZOP studie
2. Voor ieder risico wordt door middel van een classificatie een, Safety Integrity Level OF
SIL niveau bepaald.
3. Deze worden vastgesteld in een managementverklaring
4. Voor ieder risico van SIL 1- SIL 3 dient een beperkende maatregel (functie) te worden
genomen.
o Een Safety Instrumented Function (SIF)
o Elke SIF bestaat uit een elektrische regelkring (E/E/PE)
o Die worden in een Safety Requirement Specification (SRS) gedetailleerd beschreven.
o De regelkringen samen vormen het veiligheidssysteem, een Safety Instrumented
System (SIS)
5. Niveau SIL 4 vereist een additionele veiligheidsstudie en kan een wijziging van het
procesontwerp tot gevolg hebben.
6. Door middel van SIL verificatie wordt aangetoond of de kring aan het vereiste SIL niveau
voldoet.
7. Met de SRS als basis wordt een SIS geproduceerd, geïnstalleerd, commissioned,
zorgvuldig getest en in gebruik genomen.
SIF is een functie om, met behulp van instrumenten, de risico’s te verlagen.
