ابزار دقیق به چه معناست؟اندازه گیری کمیتهای فیزیکی مورد نظر و وسایل و دستگاههای مورد نیاز در ارتباط با تبدیل و انتقال آنها را ابزار دقیق میگویند.کنترل فرآیند چیست؟کنترل متغیرهای فرآیند از جمله فشار ، دما ، سطح ، جریان و ...... در فرآیند صنعتی را کنترل فرآیند میگویند.در صنعت پالایش وبهره برداری نفت و گاز اندازه گیری و کنترل کمیتهای اصلی زیر حایز اهمیت فوق العاده میباشند:1-اندازه گیری فشار و کنترل آنMeasuroment of the pressure and its control2-اندازه گیری جریان مایعات وکنترل آنها ( فلومتر )Measuroment of the flow and its control3-اندازه گیری درجه حرارت(دما)وکنترل آنهاMeasuroment of the temperature and its control4-اندازه گیری ارتفاع سطح مایعات و کنترل آنهاMeasuroment of the level and its controlو در صنایع دیگر ممکن است کمیتها یا متغیرهای دیگری مانند سرعت یا موقعیت در سیستم های سرومکانیسم مورد نظر باشد.برای اندازه گیری و کنترل این کمیتها در صنعت از انرژیهای ذیل بصورت جداگانه یا با یکدیگر بشرح زیر استفاده میشود.1-انرژی هوای فشرده (سیستم نیوماتیک ) pneumatic2-انرژی مایعات فشرده (سیستم هیدرولیک )hydraulic3-انرژی برق (سیستم الکترونیک )electronic4-ترکیبی از انرژی های فوق تواما مانند سیستم نیوماتیکی و الکترونیکی با هم در کنترل استفاده میشونددر هر سیستم کنترل و ابزار دقیق علاوه بر اجزا اصلی کنترل ( کامپیوتر،ریزپردازنده ها و غیره)حداقل چهارقسمت دیگر موجود می باشد این اجزا عبارتند از :1- اجزا حس کننده و یا مبدل ها ( Transducers , Sensors )2- اجزا اندازه گیری و آماده سازی سیگنال ( Signal Conditioner)3- وسایل کنترل کننده و عمل کننده ها (Actuator)4- نشانگر و ثباتنکاتي که در نصب فشار سنج*هاي عقربه*اي بايستي رعايت کرد:۱- در صورت نياز ولوي در مسير فشار سنج قرار داده شود تا بتوان به راحتي براي انجام کاليبراسيون يا تعميرات آن را از محل نصب جدا کرد . در صورتيکه فشار سنج بخواهد از طريق اين والو در معرض فشار قرار گيرد بايستي ولو را به آهستگي باز کرد .۲- اتصال فشار سنج به گونه*اي آب بندي شود که عاري از هر گونه نشت باشد . براي اين منظور لازم است براي فشار سنج با دندانه*هاي موازي از واشر آب بندي كه مناسب سيال در تماس و مقدار فشار اعمالي است استفاده شود . براي فشار سنج با دندانه*هاي مخروطي ( Tapered ) مي*توان از موادي مانند نوار تفلون يا هر پوشاننده ديگر دنده استفاده کرد يا موادي به دندانه*هاي نري اتصال اعمال شود که باعث شود به دندانه*هاي مادگي محل اتصال بچسبد و عمل آب بندي را انجام دهد .۳- براي فشار سنج*هاي که به صورت مستقيم بر روي خط ( فشار ) نصب مي*شوند ( Direct Mounting ) ، با استفاده از آچار بايستي گشتاور لازم ايجاد شود .۴- در مورد فشار سنج*هاي که بر روي پانل نصب مي*شوند ( به صورت نصب سطحي يا نصب هم تراز ) ، لازم است در حالي که گشتاور محکم کننده به اتصال وارد مي*شود ، با يک آچار که بر روي شش گوش يا چهار گوش تعبيه شده در محل فشار ورودي به فشارسنج محكم شده است و در جهت مخالف گشتاور محکم کننده نيرو وارد مي*کند ، از چرخش فشار سنج و صدمه ديدگي محل نصب پيشگيري *کرد . هرگز نبايد براي محکم کردن اتصال فشار سنج ، بدنه آن را با وسيله اي گير انداخت يا محکم گرفت ، زيرا منجر به صدمه ديدگي فشار سنج مي*شود .بلافاصله پس از محکم کردن اتصال ، بايد از آب بندي بودن و عدم وجود نشتي اطمينان پيدا کرد .توضيح :در نصب سطحي ( Surface Mounting ) فشار سنج به گونه*اي بر روي پانل نصب مي*شود که قسمت پشتي بدنه فشار سنج بر روي سطح قرار مي*گيرد و در نصب هم تراز ( Flush Mounting ) ، قسمت جلويي فشار سنج هم تراز پانل مي*شود و معمولاً با سه تا پيچ از جلو يا بواسطه گيره از پشت به بدنه پانل محکم مي*شود .۵- فشار سنج*ها را بايستي به صورت کاملاً عمودي و با تلورانس حداکثر 5 درجه انحراف نصب کرد ، مگر آن که بر روي صفحه مدرج آن زاويه*اي ديگر را براي نصب مشخص کرده باشد . هرچه انحراف بيشتر باشد ، درستي فشار نشان داده شده توسط آن خرابتر ميشود .۶- در صورتي که فشار سنج مجهز به سيستم تخليه فشار در مواقع اضطراري يا اصطلاحاً Blow Out باشد ، لازم است فشار سنج با يک فاصله حداقل 20 ميلي*متري ( 2 سانتي*متري ) از هر گونه مانعي نصب شود .۷- در صورتي که فشار سنج در محل نصب در معرض شوک*هاي مکانيکي است ، بايد از طريق يک لوله قابل انعطاف آن را دورتر از محل ايجاد شوک مکانيکي نصب کرد .۸- در صورتي که فشار سنج و نگه دارنده آن در معرض ارتعاشي قرار گيرد که به صورت پيوسته و همراه با لرزش مداوم عقربه آن همراه باشد ، مي*توان از فشار سنج که با مايع ( مثل سيليکون ، گليسيرين و . . . ) پر شده*اند استفاده کرد تا فشار سنج صدمه نبيند . وقتي دامنه ارتعاش خيلي زياد باشد ، بهتر است مانند حالت شوک مکانيکي فشار سنج را دورتر از محل ، نصب کرد .۹- در صورتي که فشار سنج در معرض پالس*هاي فشار باشد( مثل فشار سنج*هاي نصب شده روي پمپ*ها ) ، دامنه تغييرات ناگهاني عقربه آن زياد بوده و منجر به کاهش عمر کاري جز حسگر فشار سنج ( مثل لوله بوردون ، ديافراگم يا کپسول ) و سيستم متحرک ( شامل چرخ دنده*ها و فنر که بين جز حسگر فشار و عقربه قرار دارد ) مي*شود .براي کاهش اين پالس*هاي فشار ، لازم است يک دمپر( Damper) بين منبع ايجاد فشار و فشار سنج قرار داد .۱۰- حفاظت فشار سنج*ها از دماهاي خيلي بالا و خيلي پايين دشوار است . بهتر است در اين گونه موارد تا جاي ممکن فشار سنج*ها را از منبع حرارت يا سرما دور نگه داشت و با توجه به ضريب تصحيح دمايي که سازنده اعلام کرده ( 0.04 تا 0.08 درصد مقدار گستره اندازه گيري به ازاي هر درجه سلسيوس ) ، قرائت*هاي انجام شده از روي فشار سنج را تصحيح کرد . معمولاً دمايي که در آن فشار سنج*ها نياز به تصحيح ندارند°C 2 ± 20 است .۱۱- در صورتي که سيال فرآيندي که با فشار سنج نصب شده در تماس است خيلي داغ باشد ، يک سيفون يا وسيله مشابهي كه با مايع منقبض كننده اي پر شده است بايستي اضافه کرد . سيفون يا وسيله مشابه بايد نزديک فشار سنج بوده و با مايع منقبض کننده*اي آن را پر کرد تا از رسيدن سيال داغ به فشار سنج جلوگيري کند. سيال فرآيندي که با فشار سنج در تماس است نبايستي اجازه پيدا کند در درون جز حسگر فشار يخ بزند يا کريستالي بشود .۱۲- در صورتي که دماي سيال در تماس با فشار سنج را نمي*توان اصلاح کرد ، معمولاً از جدا ساز ( Separator ) که بين سيال فرآيند و فشار سنج قرار مي*گيرد ، استفاده مي*کنند . اين جدا ساز حاوي يک سيال يا ماده اي است که مي*تواند دماي سيال فرآيند را تحمل کند .۱۳- در صورتي که فشار سنج بگونه اي نصب شود كه در محلي بالاتر يا پايين*تر از محلي که قصد اندازه*گيري فشار آن وجود دارد باشد ، فشار استاتيک ناشي از ارتفاع ستون مايعي که بر روي فشار سنج وارد ميشود ممكن است قابل صرف نظر نباشد ، لذا بايستي فشار سنج را مطابق با آن شرايط و با لحاظ كردن اثر ارتفاع ستون مايع کاليبره کرد و بر روي صفحه مدرج فشار سنج مقدار جبران فشار ناشي از ارتفاع ستون مايع را درج کرد .انواع نقشه های فرآیندی عبارت اند از :1- نمودار جعبه ای جریان ها(Block Flow Diagram)2- نمودار جریان های فرآیند (Process Flow Diagram)3- نمودار لوله کشی و ابزار دقیق (Piping and Instrumentation)4- نقشه جانمایی تجهیزات (Plant Layout)البته باید توجه داشت که در طراحی و ساخت یک کارخانه شیمیایی، علاوه بر نقشه های فرآیندی که مسئولیت رسم آن ها با مهندسی شیمی است، انواع نقشه های مکانیک، برق، ابزار دقیق و ساختمان نیز توسط مهندسین مکانیک، برق، الکترونیک و ساختمان رسم می شوند.به هنگام طراحی یک کارخانه، در روند پیشرفت کار، نقشه های کامل تری تهیه می شود. نمودار های جعبه ای جریان ها BFD که به اختصار به آن نمودار جعبه ای می گویند ساده ترین نوع نقشه است که در آن بخش های اصلی یک کارخانه و جریان های مواد اولیه و محصولات نشان داده می شود. براساس این نمودار، نمودار جریان های فرآیند PFD رسم می شود که جزئیات دقیقی از فرآیند و جریان های مختلف آن را نشان می دهد. به همین ترتیب نمودار لوله کشی و ابزار دقیق P&ID بر مبنای PFD تهیه می شود و در آن کلیه نکات مربوط به لوله کشی و ابزار دقیق و همه دستگاه ها و تجهیزات اصلی و فرعی فرآیند به طور دقیق نشان داده می شود. بنابراین ترتیب تهیه و ارائه نقشه ها در طی یک پروژه طراحی، به قرار زیر است:BFD - PFD - P&IDنقشه جانمایی (Layout) از سنخ سه نقشه بالا نیست زیرا جریان های فرآیند و نحوه تبدیل مواد اولیه به محصول را نشان نمی دهد بلکه، همان طور که از اسمش پیداست، این نقشه، محل استقرار دستگاه ها و فاصله میان آن ها را مشخص می سازد. نقشه جانمایی معمولا بعد از تکمیل PFD و هم زمان با اتمام P&ID آماده می شود.نمودار جعبه ای فرآیند BFDاین نقشه در اولین مداحل طراحی یک کارخانه شیمیایی، یا هنگامی که بخواهند به ساده ترین شکل، فرآیندهای مختلف یک واحد صنعتی بزرگ و پیچیده را نشان دهند رسم می شود. در این نمودار تعدادی از دستگاه ها، که در مجموع یک فرآیند را به وجود می آورند، به صورت یک جعبه یا بلوک (Block) نشان داده می شوند. برای مثال، مجموعه ای از مبدل های حرارتی، پمپ ها، ظروف مختلف، برج تقطیرDistillation Tower و برج یا برج های عاری ساز را با یک جعبه و تحت نام «جداسازی» یا «تقطیر» نمایش می دهند. در نمودار حعبه ای تقدم و تاخر عملیات عملیات حفظ شده است و با دنبال کردن خطوط (جریان ها) از چپ به راست می توان به یک شناخت کلی در خصوص فرآیند دست یافت.نمودار جریان های فرآیند (PFD)در این نقشه دستگاه های اصلی فرآیند و چگونگی جریان مواد بین آن ها نشان داده می شود. رآکتورها، برج های جداسازی(نظیر تقطیر، استخراج و...)، مخازن، مبدل های حرارتی، فیلترها، خشک کن ها، پمپ ها، کمپرسورها و نظایر آن ها از مهم ترین دستگاه های فرآیندی هستند که در نمودار جریان های فرآیند نمایش داده می شوند. معمولا اعداد و ارقام مربوط به جریان ها، نظیر مقدار دبی، ترکیب، دما، فشار و انرژی هر جریان به صورت جدول در زیر نقشه درج می شود. عناوینی که معمولا در یک PFD نشان داده می شوند عبارت اند از:- کلیه جریان های فرآیند و بخشی از جریان های جانبی نظیر جریان آب سرد یا بخار آب- کلیه دستگاه ها و تجهیزات فرآیند که براساس تقدم و تاخر عملیات، از چپ به راست رسم می شوند.- شکل کلی مدارهای کنترل و نحوه کنترل دما، فشار، دبی و غلظت ها.- توان و دبی پمپ ها و توان حرارتی مبدل های حرارتی.- دبی، دانسیته و ترکیب جریان های مهم- شرایط عملیاتی دستگاه های مختلف نظیر دما و فشار آن هاانواع شیربرقی هاشیر برقیها دارای تکنولوژی های مختلفی هستند که با توجه به کاربرد قیمت و نوع آنها تعیین می شود در ذیل به تفصیل شرح داده میشودشیر برقی سلونوییداین گروه از شیر برقی ها سرعت بالایی در قطع و وصل جریان آب و سیال مورد نظر دارند و با کمک فشار سیال باز و بسته می شوندکاربرد این گروه کاملا عمومی است مانند کشاورزی-دامداری-صنعتی-حجم مخازنموارد غیر قابل استفاده1- مسیرهای بسته آب سیستم سرمایشی و گرمایشی به خاطر مشکل ضربه قوچ2- مسیرهای آب با فشار پایین3- مسیر های آب با املاح بالا4- در جاهایی که زمان باز یا بسته ماندن شیر بسیار طولانی است و سلونویید آنها آسیب می بیندشیر موتوریاین گروه از شیرها توسط یک موتور الکتریکی باز و بسته می شوند و پس از باز و بسته شدن جریان الکتریکی رویآنها قطع می شود مزیت این شیرها عدم مقاومت در برابر عبور سیال در حالت باز می باشند و سرعت باز و بسته شدن آنها عموما تا چند ثانیه طول می کشداین نوع شیرها هیچ نوع محدودیتی در کاربرد ندارند اما در جاهایی که سرعت قطع و وصل باید سریع باشد از این شیر استفاده نمی شودشیر موتوری کنترل داراین گروه از شیر ها از نوع موتوری بوده که یک کنترلر الکترونیکی روی آنها سوار شده است این کنترلر وظیفه روشن و خاموش کردن شیر را در بازه های زمانی مشخص -یا توسط موبایل و یا در زمانی که حجم آب کاهش می یابد به شیر فرمان باز شدن و یا بسته شدن می دهد کاربرد برای ویلاها-آب دهی مزارع و باغات و باز و بستن مسیر آب گرم و یا سرد در ساختمانهای اداری برای کاهش مصرف انرژی با یک کنترلر دمایی امکان پذیر استشیر موتوری قابل تنظیم(ورودی آنالوگ)این گروه از شیرها یک سیگنال آنالوگ 4-20 میلی آمپر و یا 0-10 ولت دریافت می کنند و با توجه به اندازه سیگنال دریافتی میزان باز بودن شیر را تغییر می دهند این شیرها مشابه مدل قبلی بوده با این فرق که قابلیت کنترل میزان باز یا بسته شدن روی آنها وجود دارد.منبع : شرکت فنی مهندسی آمیتیس (amitistech.com)