計(jì)量泵的控制

【資料簡(jiǎn)介】

計(jì)量泵每一次的流體泵出量決定了其計(jì)量容量。在一定的有效隔膜面積下，計(jì)量泵的輸出流體的體積流量正比與沖程長(zhǎng)度L和沖程頻率F：V∝A*F*L 
    計(jì)量泵在計(jì)量介質(zhì)和工作壓力確定情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)沖程長(zhǎng)度L和沖程頻率F即可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量泵輸出的雙維調(diào)節(jié)。 
    盡管沖程長(zhǎng)度和頻率都可以作為調(diào)節(jié)變量，但計(jì)量泵在工程應(yīng)用中一般將沖程長(zhǎng)度視為粗調(diào)變量，沖程頻率為細(xì)調(diào)變量：調(diào)節(jié)沖程長(zhǎng)度至一定值，然后通過(guò)改變其頻率實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié)，增加調(diào)節(jié)的靈活性。在相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合，亦可以手動(dòng)設(shè)置沖程長(zhǎng)度，僅將沖程頻率作為調(diào)節(jié)變量，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)配置。 
    計(jì)量泵常規(guī)模擬/開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)節(jié)方式 
    過(guò)程控制應(yīng)用中廣泛采用0/4-20mA模擬電流信號(hào)作為傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間信號(hào)交換的標(biāo)準(zhǔn)，具有外控功能的計(jì)量泵亦主要采用這種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)沖程頻率和沖程頻率的外部調(diào)節(jié)。 
    計(jì)量泵位置式伺服機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)沖程長(zhǎng)度調(diào)節(jié)的zui普遍方法。一體化的伺服機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成能夠直接接受來(lái)自調(diào)節(jié)器或計(jì)算機(jī)的0/4-20mA控制信號(hào)，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)沖程長(zhǎng)度在0-100％范圍內(nèi)變化。 
    相對(duì)而言實(shí)現(xiàn)沖程頻率調(diào)節(jié)的方法比較多樣，主要有變頻電機(jī)控制和直接繼電觸點(diǎn)控制兩種。經(jīng)由0/4-20mA電流信號(hào)控制的變頻調(diào)速器驅(qū)動(dòng)計(jì)量泵電動(dòng)機(jī)按所需速度運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)沖程頻率的調(diào)節(jié)。對(duì)于電磁驅(qū)動(dòng)和部分電機(jī)驅(qū)動(dòng)的計(jì)量泵，亦可以利用外部觸點(diǎn)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)沖程頻率。
    計(jì)量泵基地式控制方式 
    在某些特殊場(chǎng)合，如ph值調(diào)節(jié)，計(jì)量泵作為執(zhí)行器，在調(diào)節(jié)器的控制下添加酸或堿。為簡(jiǎn)化系統(tǒng)配置和提高可靠性，以微處理器為核心的嵌入式控制系統(tǒng)被直接集成到計(jì)量泵內(nèi)，如此只需外接一支pH傳感器，即可構(gòu)成完整的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種基地式智能計(jì)量泵概念也適用于控制其它工藝參數(shù)，如氧化還原電位(ORP)和余氯濃度調(diào)節(jié)等應(yīng)用場(chǎng)合。 
    計(jì)量泵設(shè)定程序式控制 
    由于內(nèi)部集成了微處理計(jì)算機(jī)，一些計(jì)量泵產(chǎn)品的調(diào)控性能和操作性能得到了充分提升，在跟隨外部控制命令實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)量流量調(diào)節(jié)之外，還具有定量添加，時(shí)間序列觸發(fā)程序式添加，事件序列觸發(fā)程序式添加，時(shí)間－事件混合觸發(fā)程序式添加和自動(dòng)校正等多種工作模式，并可以提供以泵出流體總量，剩余沖程次數(shù)和待輸送流體容量，設(shè)定沖程長(zhǎng)度和其它相關(guān)的計(jì)量泵工作參數(shù)等有用信息。
    時(shí)間序列觸發(fā)程序式工作方式令計(jì)量泵*依據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，按預(yù)先規(guī)劃的任務(wù)清單，計(jì)量泵在時(shí)刻按設(shè)定的沖程次數(shù)或時(shí)間定量添加工作介質(zhì)，時(shí)間可以以每小時(shí)，天，工作日，公休日，一周和二周為周期靈活設(shè)定；而事件序列觸發(fā)程序式工作方式令計(jì)量泵*依據(jù)實(shí)時(shí)觸發(fā)事件，按預(yù)先規(guī)劃的任務(wù)清單，在特定事件發(fā)生時(shí)（觸點(diǎn)輸入）按設(shè)定的沖程次數(shù)或時(shí)間定量添加工作介質(zhì)。 
    以上兩種方式可以有機(jī)混合，完成更復(fù)雜的時(shí)間－事件混合觸發(fā)工作模式。zui多可設(shè)定81個(gè)事件。 
    一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是冷卻塔循環(huán)水消毒滅藻系統(tǒng)。消毒劑以特定濃度根據(jù)補(bǔ)充水流量比例添加；并按工藝要求，在比例添加過(guò)程當(dāng)中，計(jì)量泵每周還應(yīng)脈沖式大劑量添加一次消毒劑（如設(shè)定在周五12-13時(shí)），并要求此時(shí)暫停比例添加作用。整個(gè)編程十分簡(jiǎn)捷，令復(fù)雜多變的流體添加任務(wù)得以輕松而地實(shí)現(xiàn)。
    現(xiàn)場(chǎng)總線ProFibus控制方式 
    計(jì)量泵在石油化工等大規(guī)模高自動(dòng)化成度的應(yīng)用場(chǎng)合，利用數(shù)字通訊協(xié)議進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)備之間數(shù)據(jù)的高速傳輸進(jìn)而組成網(wǎng)絡(luò)式控制系統(tǒng)，容量大，可靠性高，已成為發(fā)展的主流。繼二十世紀(jì)九十年代初被納入德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)后，現(xiàn)場(chǎng)總線ProFibus于九十年代末又成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)(EN50170)，在世界范圍內(nèi)得到廣泛采用，已成為現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)中代表性協(xié)議之一。 
    現(xiàn)場(chǎng)總線ProFibus由三種形勢(shì)組成。ProFibus－DP，ProFibus－PA和ProFibus－FMS。其中ProFibus－DP(DecentralizedPeriphery)定義為分散型外圍設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)總線，計(jì)量泵系專門為過(guò)程控制系統(tǒng)與分散的外圍設(shè)備之間高速數(shù)據(jù)信息交換而設(shè)計(jì)的。其傳輸介質(zhì)為雙絞線或光纖聯(lián)接的RS485傳輸制式，波特率9.6-12Mb/s，系統(tǒng)構(gòu)成成本低，高速可靠。 
    現(xiàn)場(chǎng)總線ProFibus指令集精簡(jiǎn)凝練，編程非常方便。具有現(xiàn)場(chǎng)總線ProFibus通訊功能的計(jì)量泵，在具有所有手動(dòng)調(diào)節(jié)功能的同時(shí)，可以方便地溶入的如集散式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，使其各種功能得以更充分地發(fā)揮，已經(jīng)成為現(xiàn)代精密計(jì)量泵的*。普羅名特公司計(jì)量泵家族中即有三大系列數(shù)十個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品配置了現(xiàn)場(chǎng)總線功能。 
    計(jì)量泵的研發(fā)已經(jīng)超越了其傳統(tǒng)意義上單純追求容量和材質(zhì)的范疇，轉(zhuǎn)而面向高精度，多功能和智能化的發(fā)展方向，這一趨勢(shì)已經(jīng)成為世界主要計(jì)量泵生商的共識(shí)。