NL1030501C2 - Regelsysteem, alsmede een in dit regelsysteem te gebruiken sensor en actuator. - Google Patents

Description

Regelsysteem, alsmede een in dit regelsysteem te gebruiken sensor en actuator

De uitvinding heeft betrekking op een regelsysteem voor een procesinstallatie of productie-inrichting of dergelijke, voorzien van ten minste een regellus, welke een sensor, een regelaar en een actuator omvat, waarbij de sensor is 5 ingericht voor het meten van een te regelen en/of te registreren parameter van de procesinstallatie of de productie-inrichting, en de actuator instelbaar is voor het beïnvloeden van de te regelen parameter. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een in dit regelsysteem te gebruiken sensor res-10 pectievelijk actuator.

Regelsystemen zijn bekend uit de praktijk van alledag en worden in tal van situaties toegepast. Zo zijn in de huiselijke omgeving regelsystemen bekend voor het regelen van de temperatuur in huis, maar ook voor het regelen van de tem-15 peratuur in apparaten die in de huiselijke omgeving toepassing vinden.

Regelsystemen worden tevens in allerlei industrieën toegepast, te denken valt aan zowel batchgewijs als continu verlopende processen van de procesindustrie, maar ook aan 20 productie-installaties voor de bewerking van grondstoffen, de vervaardiging van materialen al dan niet uit kunststof, het verwerken of vervaardigen van metalen, het synthetiseren van medicijnen en fijnchemicaliën, de productie van dranken zoals frisdranken en bier, alsmede de vervaardiging van andere voe-25 dingsmiddelen. Kortom, waar in deze aanvrage sprake is van een referentie aan procesinstallaties of productie-inrichtingen dienen deze begrippen in de breedst mogelijke zin opgevat te worden en al dergelijke inrichtingen te omvatten die zich lenen voor industriële vervaardiging of stoffe-30 lijke voortbrenging zoals voorzien in artikel 3 van het Verdrag van Straatsburg van 27 november 1963 omtrent de eenmaking van enige beginselen van het octrooirecht.

In tal van gebieden van de nijverheid waarin regelsystemen worden toegepast, is de nauwkeurigheid en effective-35 teit van het regelsysteem beperkt doordat met de te gebruiken 1 03050 1 2 sensoren en actuatoren slechts een beperkte mogelijkheid ge-| geven is om enerzijds parameters die van belang zijn voor de bedrijfsvoering te meten, en anderzijds om deze adequaat te beïnvloeden. Dit geldt in versterkte mate wanneer er tegelij-5 kertijd meerdere parameters beïnvloed dienen te worden en er een kruisbeinvloeding is van de in te stellen actuator naar andere parameters dan de in hoofdzaak door deze actuator te beïnvloeden parameter van de bedrijfsvoering.

Wanneer het gaat om procesinstallaties zoals reacto-10 ren, separatoren, ovens en dergelijke, is verder een probleem dat de in deze procesinstallaties aanwezige substantie vaak niet homogeen gemengd is in de zin dat lokaal of in de tijd variaties kunnen optreden in procescondities, hetgeen een gevolg kan zijn van een ontwerpkeuze dan wel het gevolg kan 15 zijn van een al dan niet gewenst procesverloop.

Met de uitvinding is beoogd de hierboven geschetste beperkingen van het bekende regelsysteem tegen te gaan en een nauwkeuriger en effectiever verloop van de regeling door het regelsysteem mogelijk te maken.

20 Het regelsysteem respectievelijk de in dit regelsys teem te gebruiken sensoren en/of actuatoren worden daartoe gekenmerkt door een of meer van de aan het slot van de beschrijving gegeven conclusies.

In een eerste aspect van de uitvinding is het regel-25 systeem erdoor gekenmerkt dat een vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator, is ingericht om zich te verplaatsen in de procesinstallatie of pro-ductie-inrichting.

Hiermee wordt bereikt dat de mogelijkheid wordt ge-30 schapen om parameters van de bedrijfsvoering van een procesinstallatie of productie-inrichting meetbaar en beïnvloedbaar te maken die in de stand van de techniek onbereikbaar zijn doordat deze parameters aspecten kunnen betreffen die zich diep in de procesinstallatie of productie-inrichting afspe-35 len.

Voordelig is daartoe dat de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator is ingericht 1 0305 0 1 3 voor het volgen van een proces- of productstroom in de procesinstallatie of productie-inrichting.

Op deze wijze kan de sensor en/of actuator eenvoudig verplaatst worden door het volgen van de stroom van het mate-5 riaal of de vloeistof die in de procesinstallatie of productie-inrichting zich verplaatst. Op deze wijze kan bijvoorbeeld eenvoudig het parameterverloop in een propstroom gevolgd worden.

Een alternatieve uitvoeringsvorm van het regelsys-10 teem volgens de uitvinding bezit het kenmerk dat de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator is voorzien van een voortstuwingsorgaan.

Hiermee kan de sensor en/of de actuator gericht naar een gewenste positie in de procesinstallatie of de productie-15 inrichting worden gebracht om het aldaar lokaal aanwezige procesverloop te bewaken en te beïnvloeden.

Het effectieve gebruik van het regelsysteem volgens de uitvinding wordt gefaciliteerd doordat de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator is 20 uitgerust met ten minste een energiebron en een plaatsbepa-lingsfaciliterend orgaan.

De omstandigheid dat de sensor en/of de actuator met een eigenstandige energiebron is uitgerust, maakt het mogelijk dat deze sensor en/of actuator geheel in de procesin-25 stallatie of productie-inrichting kan zijn opgenomen zonder dat deze gekoppeld dient te zijn met uitwendig aanwezige energievoorzieningen. Het plaatsbepalingsfaciliterend orgaan is daarbij nuttig voor de exacte lokalisatie van de sensor en/of actuator zodat een in overeenstemming met deze locatie 30 afgestemde meting en/of regeling kan plaatsvinden.

Een geschikte uitvoeringvorm van het zojuist bedoelde regelsysteem bezit het kenmerk dat het plaatsbepalingsfaciliterend orgaan een transponder is die is ingericht voor samenwerking met een binnen of buiten de procesinstallatie of 35 productie-inrichting opgestelde zender/ontvanger.

Voor de zender/ontvanger en de transponder kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van ultrawideband-radiotechnologie. Dergelijke ultrawideband-radiotechnologie 1 03050 1 4 is voor de vakman geheel bekend zodat kan worden afgezien van een nadere toelichting daarvan.

Ook is mogelijk dat het plaatsbepalingsfaciliterend orgaan een zender is die is ingericht voor samenwerking met 5 een binnen of buiten de procesinstallatie of productie-inrichting opgestelde ontvanger.

Een bijzonder aspect van de uitvinding betreft de uitvoeringsvorm waarin de sensoren en/of actuatoren van ten minste een regellus zijn voorzien van plaatsbepalingsfacili-10 terende organen die zijn ingericht voor het bepalen van een onderlinge positie en/of afstand van genoemde sensoren en/of actuatoren. Hiertoe zijn deze sensoren en/of actuatoren in een draadloos communicatienetwerk opgenomen en kan adequaat en snel de lokaal gewenste regelingsactie worden uitgevoerd. 15 Zoals in het voorgaande reeds in het algemeen is toegelicht, bezit het regelsysteem volgens de uitvinding een ruim toepassingsbereik.

Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat wanneer de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de 20 actuator, de sensor is dat deze voorzien is van een meetor-gaan voor een parameter die vooraf bepaald is uit de groep omvattende temperatuur, druk, concentratie, pH, spanning. De zojuist genoemde spanning kan zowel een mechanische of een elektrische spanning zijn.

25 Verder is het binnen het kader van de uitvinding voorzien dat wanneer de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator, de actuator is dat deze is ingericht voor het beïnvloeden van een bedrijfsparameter van de procesinstallatie of de productie-inrichting.

30 Een eerste geschikte uitvoeringsvorm van het regel systeem volgens de uitvinding bezit daarbij het kenmerk dat de actuator is uitgevoerd met een bekledingsfilm, welke film is ingericht voor het gecontroleerd wijzigen van ten minste een fysische eigenschap daarvan, die is geselecteerd uit de 35 groep omvattende polariteit, permeabiliteit, oplosbaarheid, kristaliniteit, dissociatie van functionele groepen.

Hiermee is het dan mogelijk om selectief moleculen, ionen of metallische delen te vangen of vrij te geven.

10305 0 5

Een andere uitvoeringsvorm van het regelsysteem volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de actuator is uitgevoerd met een katalysatorvormende bekledingslaag die is ingericht voor het gecontroleerd afgeven van de katalysator.

5 Hiermee is een heel nauwkeurige beïnvloeding van een procesverloop mogelijk doordat de katalysator gestuurd kan worden vrijgegeven.

Weer een andere uitvoeringsvorm van het regelsysteem volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de actuator is 10 uitgevoerd met een ultrageluidsbron of andere energiebron waarmee op de juiste plaats en het gewenste tijdstip kiemvor-ming van een heterogene fase kan worden geïnduceerd.

Hiermee is een heel nauwkeurige en flexibele aansturing van heterogene processen, zoals kristallisatie en vloei-15 stof-vloeistof extractie en condensatie, mogelijk.

Zoals reeds eerder opgemerkt bezit het regelsysteem volgens de uitvinding een zeer brede toepassingsmogelijkheid. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat voorzien is in meerdere regel lussen die ieder een sensor, een regelaar en een actuator 20 omvatten, en dat de regelaars deel vormen van een multivaria-bele en op een model van de procesinstallatie of productie-inrichting gebaseerde dynamische regelaar.

De uitvinding is voorts belichaamd in een afzonderlijke sensor en/of afzonderlijke actuator zoals in het voor-25 gaande beschreven als onderdeel van het regelsysteem volgens de uitvinding.

103050 1

Claims (17)

1. Regelsysteem voor een procesinstallatie of pro-ductie-inrichting of dergelijke, voorzien van ten minste een regellus, welke een sensor, een regelaar en een actuator om- 5 vat, waarbij de sensor is ingericht voor het meten van een te regelen parameter van de procesinstallatie of de productie-inrichting, en de actuator instelbaar is voor het beïnvloeden van de te regelen parameter, met het kenmerk, dat een vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de ac- 10 tuator, is ingericht om zich te verplaatsen in de procesinstallatie of productie-inrichting.

2. Regelsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator is ingericht voor het volgen van een 15 proces- of productstroom in de procesinstallatie of productie- inrichting.

3. Regelsysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator is voorzien van een voortstu- 2. wingsorgaan.

4. Regelsysteem volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator is uitgerust met ten minste een energiebron en een plaatsbepalingsfaciliterend orgaan.

5. Regelsysteem volgens conclusie 4, met het ken merk, dat het plaatsbepalingsfaciliterend orgaan een transponder is die is ingericht voor samenwerking met een binnen of buiten de procesinstallatie of productie-inrichting opgestelde zender/ontvanger.

6. Regelsysteem volgens conclusie 4, met het ken merk, dat het plaatsbepalingsfaciliterend orgaan een zender is die is ingericht voor samenwerking met een binnen of buiten de procesinstallatie of productie-inrichting opgestelde ontvanger.

7. Regelsysteem volgens een der conclusies 4-6, met het kenmerk, dat de sensoren en/of actuatoren van ten minste 1 0305 01 een regellus zijn voorzien van plaatsbepalingsfaciliterende organen die zijn ingericht voor het bepalen van een onderlinge positie en/of afstand van genoemde sensoren en/of actuatoren.

8. Regelsysteem volgens een der voorgaande conclu sies, met het kenmerk, dat de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator, de sensor is en dat deze voorzien is van een meetorgaan voor een parameter die vooraf bepaald is uit de groep omvattende temperatuur, 10 druk, concentratie, pH, spanning.

9. Regelsysteem volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de vooraf bepaalde selectie uit de groep omvattende de sensor en de actuator, de actuator is en dat deze is ingericht voor het beïnvloeden van een bedrijfsparameter 15 van de procesinstallatie of de productie-inrichting.

10. Regelsysteem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de actuator is uitgevoerd met een bekledingsfilm, welke film is ingericht voor het gecontroleerd wijzigen van ten minste een fysische eigenschap daarvan, die is geselec- 20 teerd uit de groep omvattende polariteit, permeabiliteit, oplosbaarheid, kristaliniteit, dissociatie van functionele groepen.

11. Regelsysteem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de actuator is uitgevoerd met een katalysatorvor- 25 mende bekledingslaag die is ingericht voor het gecontroleerd afgeven van de katalysator.

12. Regelsysteem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de actuator is uitgevoerd met een energiebron, bij voorkeur een ultrageluidsbron, voor het op een vooraf bepaal- 30 de plaats en/of tijdstip induceren van kiemvorming in een heterogene procesfase.

13. Regelsysteem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voorzien is in meerdere regellus-sen die ieder een sensor, een regelaar en een actuator omvat- 35 ten, en dat de regelaars deel vormen van een multivariabele op een model van de procesinstallatie of productie-inrichting gebaseerde dynamische regelaar. 1 03050 1

14. Sensor voor een proces- of bedrijfsparameter geselecteerd uit de groep omvattende temperatuur, druk, concentratie, pH, spanning, met het kenmerk, dat deze tijdens gebruik verplaatsbaar is in een procesinstallatie of productie- 5 inrichting.

15. Sensor volgens conclusie 14, zoals beschreven als onderdeel van een regelsysteem volgens een der conclusies 2-13.

16. Actuator voor beïnvloeding van een proces- of 10 bedrijfsparameter, met het kenmerk, dat deze tijdens gebruik verplaatsbaar is in een procesinstallatie of productie-inrichting.

17. Actuator volgens conclusie 16, zoals beschreven als onderdeel van een regelsysteem volgens een der conclusies 15 2-13. 1 0305 0 1 ------—— -------_j