計量泵的控制

【資料簡介】

計量泵每一次的流體泵出量決定了其計量容量。在一定的有效隔膜面積下，計量泵的輸出流體的體積流量正比與沖程長度L和沖程頻率F：V∝A*F*L 
    計量泵在計量介質(zhì)和工作壓力確定情況下，通過調(diào)節(jié)沖程長度L和沖程頻率F即可實現(xiàn)對計量泵輸出的雙維調(diào)節(jié)。 
    盡管沖程長度和頻率都可以作為調(diào)節(jié)變量，但計量泵在工程應(yīng)用中一般將沖程長度視為粗調(diào)變量，沖程頻率為細調(diào)變量：調(diào)節(jié)沖程長度至一定值，然后通過改變其頻率實現(xiàn)精細調(diào)節(jié)，增加調(diào)節(jié)的靈活性。在相對簡單的應(yīng)用場合，亦可以手動設(shè)置沖程長度，僅將沖程頻率作為調(diào)節(jié)變量，從而簡化系統(tǒng)配置。 
    計量泵常規(guī)模擬/開關(guān)信號調(diào)節(jié)方式 
    過程控制應(yīng)用中廣泛采用0/4-20mA模擬電流信號作為傳感器、控制器和執(zhí)行機構(gòu)間信號交換的標準，具有外控功能的計量泵亦主要采用這種方式，實現(xiàn)對沖程頻率和沖程頻率的外部調(diào)節(jié)。 
    計量泵位置式伺服機構(gòu)是實現(xiàn)沖程長度調(diào)節(jié)的zui普遍方法。一體化的伺服機構(gòu)被設(shè)計成能夠直接接受來自調(diào)節(jié)器或計算機的0/4-20mA控制信號，從而自動調(diào)節(jié)沖程長度在0-100％范圍內(nèi)變化。 
    相對而言實現(xiàn)沖程頻率調(diào)節(jié)的方法比較多樣，主要有變頻電機控制和直接繼電觸點控制兩種。經(jīng)由0/4-20mA電流信號控制的變頻調(diào)速器驅(qū)動計量泵電動機按所需速度運行，從而實現(xiàn)沖程頻率的調(diào)節(jié)。對于電磁驅(qū)動和部分電機驅(qū)動的計量泵，亦可以利用外部觸點信號來調(diào)節(jié)沖程頻率。
    計量泵基地式控制方式 
    在某些特殊場合，如ph值調(diào)節(jié)，計量泵作為執(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)用場合。 
    計量泵設(shè)定程序式控制 
    由于內(nèi)部集成了微處理計算機，一些計量泵產(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現(xiàn)實時計量流量調(diào)節(jié)之外，還具有定量添加，時間序列觸發(fā)程序式添加，事件序列觸發(fā)程序式添加，時間－事件混合觸發(fā)程序式添加和自動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)定沖程長度和其它相關(guān)的計量泵工作參數(shù)等有用信息。
    時間序列觸發(fā)程序式工作方式令計量泵*依據(jù)實時時鐘，按預(yù)先規(guī)劃的任務(wù)清單，計量泵在時刻按設(shè)定的沖程次數(shù)或時間定量添加工作介質(zhì)，時間可以以每小時，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量泵*依據(jù)實時觸發(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（觸點輸入）按設(shè)定的沖程次數(shù)或時間定量添加工作介質(zhì)。 
    以上兩種方式可以有機混合，完成更復(fù)雜的時間－事件混合觸發(fā)工作模式。zui多可設(shè)定81個事件。 
    一個簡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)補充水流量比例添加；并按工藝要求，在比例添加過程當(dāng)中，計量泵每周還應(yīng)脈沖式大劑量添加一次消毒劑（如設(shè)定在周五12-13時），并要求此時暫停比例添加作用。整個編程十分簡捷，令復(fù)雜多變的流體添加任務(wù)得以輕松而地實現(xiàn)。
    現(xiàn)場總線ProFibus控制方式 
    計量泵在石油化工等大規(guī)模高自動化成度的應(yīng)用場合，利用數(shù)字通訊協(xié)議進行自動化設(shè)備之間數(shù)據(jù)的高速傳輸進而組成網(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。繼二十世紀九十年代初被納入德國DIN標準后，現(xiàn)場總線ProFibus于九十年代末又成為歐洲標準(EN50170)，在世界范圍內(nèi)得到廣泛采用，已成為現(xiàn)場總線技術(shù)中代表性協(xié)議之一。 
    現(xiàn)場總線ProFibus由三種形勢組成。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)場總線，計量泵系專門為過程控制系統(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)場總線ProFibus指令集精簡凝練，編程非常方便。具有現(xiàn)場總線ProFibus通訊功能的計量泵，在具有所有手動調(diào)節(jié)功能的同時，可以方便地溶入的如集散式計算機控制系統(tǒng)中，使其各種功能得以更充分地發(fā)揮，已經(jīng)成為現(xiàn)代精密計量泵的*。普羅名特公司計量泵家族中即有三大系列數(shù)十個型號的產(chǎn)品配置了現(xiàn)場總線功能。 
    計量泵的研發(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，這一趨勢已經(jīng)成為世界主要計量泵生商的共識。