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閉環(huán)調(diào)節(jié)原理
由于設(shè)備為實際工業(yè)設(shè)備, 因此配置和連接比較完善, 如果在較為簡易的應(yīng)用中則可減少其中的部分元件(PLC)來降低成本。
此模塊由四部分組成, 蒸汽流量計用來采集實時流量、PLC的AD模塊用于將實時流量采集并在觸摸屏上顯示、PLC的AD模塊用于將觸摸屏的設(shè)定流量輸出到調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)閥的主要功能為根據(jù)給定值和測量值經(jīng)過PID運算后控制閥的開度以保證流量的性。
功能框圖主要描述電流信號流,蒸汽流量計采集的電流4~20mA主要實現(xiàn)兩個功能, 其一為上位機顯示實時流量、其二為供位置調(diào)節(jié)閥實時采集并調(diào)整。任何流量計都可驅(qū)動此種方式的連接, 但是前提為蒸汽流量計輸出信號的允許zui大阻抗應(yīng)大于AD模塊的輸入阻抗和調(diào)節(jié)閥的輸入阻抗之和, 否則不可以同時實現(xiàn)顯示和控制的功能。
在實際使用過程中的接線, 必須將4~20mA信號串聯(lián)正確, 包括連接和極性, 否則無法實現(xiàn)顯示和控制的功能。功能原理框圖如附圖所示。
系統(tǒng)實現(xiàn)
由電機驅(qū)動離心式泵作為流量源、蒸汽流量計實時采集瞬時流量、位置調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)流量、PLC和觸摸屏組成的控制系統(tǒng)來設(shè)定所需流量并顯示實時采集的瞬時流量。
調(diào)節(jié)閥
位置調(diào)節(jié)閥中集成有一個控制回路, 閥的行程是通過設(shè)定值和實測值參數(shù)計箅( 采用PID控制) 而得到, 也可通過外部信號來設(shè)定設(shè)定值, 此系統(tǒng)采用Burkert的位置調(diào)節(jié)閥。
信號值
電源為±2VDC±10%,實際反饋信號輸入類型可為模擬電流4~20mA、頻率信號0~1000Hz、PT100-20...+220℃，設(shè)定值輸入信號可為0/4~20mA分辨率為12位、0~5/10V(分辨率為12位)。表1為電纜接線盒定義，其中*僅為可選項。
過程實測值
位置調(diào)節(jié)閥共有三種反饋信號類型, 分別為4~20mA、頻率、PT100。而采用同一信號也可分為由外部供電和內(nèi)部供電, 表列出不同情況下的端子定義方式。在實際應(yīng)用中可根據(jù)電氣系統(tǒng)特性來決定采用何種供電方式, 本應(yīng)用采用4~20mA外部供電(由蒸汽流量計提供)。
調(diào)節(jié)閥參數(shù)設(shè)定
系統(tǒng)的設(shè)計流量為zui大200L/min通過觸摸屏設(shè)定,
采用對應(yīng)比例計算為PLC的DA輸出值, PLC的DA模塊配置為4~20mA輸出, 意味著流量為0L/min時輸出電流4mA為流量為200L/min時輸出電流為20mA。蒸汽流量計采集信號也設(shè)計為200L/min對應(yīng)將流量計的輸出也設(shè)定為4~20mA的輸出信號, 即實測流量為時0L/min時輸出電流為4mA實測流量為200L/min時輸出電流為20mA。因此在調(diào)節(jié)閥也必須設(shè)定設(shè)定值信號類型、設(shè)定值信號的范圍和比例, 同時也必須設(shè)定反饋信號類型、反饋值的范圍和比例, 以便于三者之間單位的范圍一致。表為設(shè)定的參數(shù)內(nèi)容。
位置調(diào)節(jié)閥設(shè)置時, 有兩個關(guān)鍵點。其為必須通X.TUNE過命令進行閥的自整定, 不可在運行過程中進行自整定。其二為設(shè)定值比例和實測值比例單位的設(shè)定是通過Vmin來改變的, 可改變?yōu)椴煌膯挝? 本應(yīng)用采用的為L/min。
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