Як інтегрувати електричні клапани в системи управління на основі PLC?
Залишити повідомлення
У сучасних системах промислової автоматизації електричні клапани є ключовими приводами для управління рідинами. Він не тільки має швидку реакцію та точний контроль, але й полегшує віддалену роботу. Особливо підходить для комбінації з системами ПЛК для досягнення більш високого рівня автоматизації. Але щоб правильно інтегрувати електричний клапан у систему управління на основі PLC, він займає більше, ніж фізична проводка. Нам також потрібно ретельно розглянути низку таких питань, як методи управління, як відповідати сигналам та як проектувати логіку управління.
Метод управління
Хоча електричні клапани функціонують для управління вимикачами або регулюванням потоку, вони в основному поділяються на дві категорії з точки зору типів контрольного сигналу: контроль комутації (наприклад, двопозиційний тип управління) та аналогове управління (наприклад, тип пропорційного регулювання).
Перемикання управління реалізує логіку "вмикання" через сухі контакти. Цей тип клапана в основному використовується в системних ситуаціях, які потрібно лише повністю відкрити або повністю закрити, наприклад, вхід та розетку охолодження води, контроль запуску та зупинки пари, захист від блокування групи клапана тощо. Відповідна програма PLC також порівняно проста. Вам потрібно лише забезпечити логічне судження щодо сигналів зворотного зв'язку "відкритого положення" та "закритої позиції", щоб уникнути незрозумілого статусу.
Електричний клапан, керований аналоговим контролем, зазвичай оснащений системою управління сервоприводом та датчиком положення зворотного зв'язку для отримання безперервного сигналу, наданого аналоговим вихідним модулем PLC (AO). PLC може постійно виводити керуючий струм або напругу 4–2 0 MA або 0–10V, що дозволяє клапана залишатися в будь -якому положенні для досягнення безперервного пропорційного регулювання рідини. Цей тип системи часто використовується в сценаріях, які потребують чутливої реакції та високої точності контролю, наприклад, регулювання водопостачання котла, система аерації очищення води, співвідношення рідини хімічного процесу тощо.
Тому перед програмуванням ПЛК механізм використання електричного клапана повинен бути чітким. Якщо аналоговий клапан помилково підключений у режимі комутації, або амплітуда сигналу не відповідає, управління може вийти з ладу, або клапан або сам модуль PLC може бути спалений. Етап вибору електричного клапана слід порівняти з параметрами модуля PLC, щоб переконатися, що метод управління та тип сигналу повністю сумісні.
Структура проводки сигналу
Підключення електричного клапана до системи управління PLC - це не лише завершення підключення до фізичної лінії, а що ще важливіше, забезпечення координації між сигналами та здатністю протистояти перешкодам. Особливо в промислових ділянках зі складними електромагнітними середовищами, багатьма типами обладнання та змішаними типами сигналів, необґрунтовані структури електропроводки не лише призводять до несправностей та ненормальних зворотних зв'язків, але і у важких випадках можуть спричинити пошкодження модуля або логічного колапсу. Тому конструкція структури електропроводки повинна бути всебічно розглядати з трьох рівнів: електричний захист, чіткість сигналу та здатність до інтерференцій.
Для електричних клапанів, керованих перемиканням кількості, інструкції з дій зазвичай видаються цифровою точкою виходу (DO) PLC. Однак, безпосередньо керовані електричні клапани часто мають такі проблеми, як недостатнє навантаження струму та зворотний вплив напруги. Тому рекомендується використовувати проміжне реле або твердотільне реле як "буферний шар", а також керувати PLC котушкою реле, а потім використовувати нормально відкритий контакт реле для перемикання джерела живлення та управління вмиканням електричного клапана. Цей метод може не тільки виділити вихід PLC та струм навантаження, але й запобігти лічильній електрорушійній силі, що генерується двигуном електричного клапана в момент запуску або не заважає спричинити перешкоду або пошкодження ПЛК.
З точки зору сигнальних ланцюгів, електричні клапани зазвичай оснащені сухим зворотним зв'язком контакту "відкритого положення" та "закритим положенням", і ці сигнали потрібно підключити до цифрового входу (DI) PLC. Інженери повинні підтвердити перед проводкою: чи ці точки зворотного зв'язку є активними виходами (з напругою) або пасивними контактами (закритими сигналами), щоб вибрати відповідний метод доступу. Наприклад, якщо модуль PLC DI є типом введення NPN, пасивний сигнал повинен бути закритий загальною негативною петлею; Якщо це тип введення PNP, його слід керувати загальним позитивним електродом. Неправильне з'єднання призведе до того, що вхід завжди вмикається, завжди вимикається або не відповідає, серйозно впливає на точність контрольної логіки.
Проводка електричних клапанів аналогового контролю має більш високі вимоги до інтернації. З одного боку, аналоговий вихідний модуль PLC (AO) повинен виводити 0 - 10V або 4–20mA сигнал сервоприводу клапана. З іншого боку, поточний сигнал отвору або положення зворотного зв'язку клапана потрібно прочитати через аналоговий вхідний модуль (AI). Для того, щоб забезпечити точну передачу аналогових сигналів, для електропроводки слід використовувати закручені пари, особливо коли довжина кабелю перевищує 3 метри. Екранний шар повинен бути заземлений на одному кінці, як правило, на кінці шафи управління, а не в кінці клапана, щоб уникнути дрейфу сигналу, спричиненого струмом наземної петлі.
Програма управління електричним клапаном не може просто залишатися на простому логічному рівні "надсилання інструкцій" або "отримання зворотного зв'язку", але повинна створити потрійну структуру закритого циклу з судженням про стан як передумову, підтвердження зворотного зв'язку як ядра та контроль дій в результаті, тим самим вдосконалюючи здатність до несправності та самокорекції системи.
Наприклад, під час управління комутаційним електричним клапаном програма повинна спочатку визначити, чи дозволено наразі запускати перед виведенням команди дії, щоб уникнути повторного виконання або логічних конфліктів; Після випуску команди "Відкритий клапан" таймер моніторингу слід розпочати негайно і продовжувати виявляти, чи отримується "відкрите положення" протягом зазначеного часу. Сигнал зворотного зв'язку, якщо зворотній зв'язок відсутній, буде спрацьовано сигнал тривоги, що вказує на те, що може бути застрягло, порушення зворотного зв'язку або відмови контролю; Якщо сигнал "Закрите положення" буде отриманий під час процесу відкриття клапана, він буде розглядатися як серйозна порушення логіки, а поточна команда повинна бути перервана і програма поводження з несправностями повинна виконуватись для забезпечення безпечного відключення системи.
