Jak integrovat elektrické ventily do řídicích systémů založených na PLC?
Zanechat vzkaz
V moderních systémech průmyslové automatizace jsou elektrické ventily klíčovými ovladači pro kontrolu tekutin. Má nejen rychlou reakci a přesnou kontrolu, ale také usnadňuje vzdálený provoz. Je zvláště vhodný pro kombinaci se systémy PLC k dosažení vyšší úrovně automatizace. Pro správné integraci elektrického ventilu do řídicího systému založeného na PLC však vyžaduje více než fyzické zapojení. Musíme také pečlivě zvážit řadu problémů, jako jsou metody kontroly, jak porovnávat signály a jak navrhnout kontrolní logiku.
Metoda kontroly
Ačkoli elektrické ventily fungují pro řízení spínačů nebo regulace toku, jsou rozděleny hlavně do dvou kategorií z hlediska typů kontrolních signálů: řízení přepínání (jako je typ kontroly dvou polohy) a analogové řízení (jako je typ proporcionálního nastavení).
Řízení přepínání realizuje logiku „on-off“ prostřednictvím suchých kontaktů. Tento typ ventilu se používá hlavně v systémových situacích, které musí být plně otevřené nebo plně uzavřené, jako je vstup a výstupy chladicí vody, pára startovací a zastavení, ochrana skupiny ventilu atd. Odpovídající program PLC je také relativně jednoduchý. Musíte pouze zajistit logický úsudek o signálech zpětné vazby „otevřené polohy“ a „uzavřené poloze“, abyste se vyhnuli nejasnému stavu.
Analogový kontrolovaný elektrický ventil je obvykle vybaven řídicím systémem servo a snímačem polohy zpětné vazby, aby se dostával spojitý signál poskytovaný analogovým výstupním modulem PLC (AO). PLC může nepřetržitě vydávat řídicí proud nebo napětí 4–2 0 MA nebo 0–10V, což umožňuje ventilu zůstat v jakékoli poloze k dosažení nepřetržitého úměrného nastavení tekutiny. Tento typ systému se často používá ve scénářích, které vyžadují citlivou odezvu a vysokou přesnost kontroly, jako je regulace zásobování vodou kotle, systém úpravy vody, poměr kapaliny chemického procesu atd.
Před programováním PLC proto musí být regulační mechanismus použitého elektrického ventilu jasný. Pokud je analogový ventil omylem připojen v režimu přepínání nebo se amplituda signálu neshoduje, může být ovládání selhán nebo může být spálen ventil nebo samotný modul PLC. Stadium výběru elektrického ventilu by mělo být porovnáno s parametry modulu PLC, aby se zajistilo, že metoda řízení a typ signálu jsou plně kompatibilní.
Struktura zapojení signálu
Připojení elektrického ventilu k řídicímu systému PLC není jen o dokončení připojení fyzické linie, ale co je důležitější, zajištění koordinace mezi signály a schopností odolávat rušení. Zejména v průmyslových místech s komplexním elektromagnetickým prostředím, mnoha typy zařízení a smíšených typů signálů, nepřiměřené struktury zapojení nejen k poruchám a abnormální zpětné vazbě, ale ve závažných případech mohou také způsobit poškození modulů nebo logické kolaps. Návrh struktury zapojení by proto měl být komplexně zvažován ze tří úrovní: elektrická ochrana, čistota signálu a schopnost anti-interference.
U elektrických ventilů řízených přepínacími množstvími jsou pokyny pro působení obvykle vydávány pomocí digitálního výstupního bodu (DO) PLC. Přímo poháněné elektrické ventily však mají často problémy, jako je nedostatečný proudový zatížení a dopad na zpětné napětí. Proto se doporučuje používat přechodné relé nebo relé pevného stavu jako „vrstvu vyrovnávací paměti“ a nechat PLC ovládat cívku relé a poté pomocí normálně otevřeného kontaktu relé přepínat napájení a ovládat on-off elektrického ventilu. Tato metoda může nejen izolovat výstup PLC a zatížení proudu, ale také zabránit síle elektromotorického čítače generované motorem elektrického ventilu v okamžiku zahájení nebo zastavení způsobující rušení nebo poškození PLC.
Pokud jde o signální obvody, elektrické ventily jsou obvykle vybaveny suchým kontaktním zpětnou vazbou „otevřené polohy“ a „uzavřené polohy“ a tyto signály musí být připojeny k digitálnímu vstupu (DI) PLC. Inženýři musí před zapojením potvrdit: zda tyto body zpětné vazby jsou aktivní výstupy (s napětím) nebo pasivní kontakty (uzavřené signály), aby si vybrali vhodnou metodu přístupu. Například pokud je modul PLC DI vstupním typem NPN, měl by být pasivní signál uzavřen společnou negativní smyčkou; Pokud se jedná o typ vstupu PNP, měl by být poháněn běžnou pozitivní elektrodou. Špatné připojení způsobí, že vstup bude vždy zapnutý, vždy vypnutý nebo nereaguje, vážně ovlivňuje přesnost kontrolní logiky.
Zapojení analogových ovládacích elektrických ventilů má vyšší požadavky na zásah. Na jedné straně musí analogový výstupní modul PLC (AO) vydat do ovladače servo ventilu signál 0 - 10V nebo 4–20 mA. Na druhé straně je třeba přečíst aktuální signál otevírání nebo polohy zpětné vazby ventilu prostřednictvím analogového vstupního modulu (AI). Aby bylo zajištěno přesné přenos analogových signálů, měly by být pro kabech použity kroucené páry stíněné dráty, zejména pokud délka kabelu přesahuje 3 metry. Shieldingová vrstva musí být uzemněna na jednom konci, obvykle na konci kontrolní skříně, spíše než na konci ventilu, aby se zabránilo driftu signálu způsobeného proudy zemní smyčky.
Program řízení elektrického ventilu nemůže jen zůstat na jednoduché logické úrovni „Pokyny pro odesílání“ nebo „přijímání zpětné vazby“, ale měl by vytvořit strukturu trojnásobné uzavřené smyčky se stavovým úsudkem jako předpoklad, potvrzení zpětné vazby jako jádro a kontrola akcí jako výsledek, čímž se zlepšuje toleranci poruch systému a schopnosti samoorifikace.
Například při ovládání přepínacího elektrického ventilu by program měl nejprve určit, zda je v současné době oprávněn spustit před výstupem akčního příkazu, aby se zabránilo opakovanému konfliktu provádění nebo logických konfliktů; Po vydání příkazu „Open Valve“ by měl být časovač monitorování spuštěn okamžitě a nadále detekovat, zda je „otevřená poloha“ přijata ve stanoveném čase. Signál zpětné vazby, pokud chybí zpětná vazba, bude spuštěna výzva k alarmu, což naznačuje, že může být zaseknutá, abnormalita zpětné vazby nebo selhání kontroly; Pokud je během procesu otevírání ventilu přijat signál „uzavřené polohy“, bude považován za závažnou logickou abnormalitu a současný příkaz musí být přerušen a musí být proveden program pro manipulaci s poruchami, aby bylo zajištěno bezpečné vypnutí systému.
