一、 概述
該設(shè)備具有恒速、恒壓兩種功能,精度高,運(yùn)行噪聲小、操作簡單、維護(hù)容易。在恒速時(shí),能給用戶連續(xù)不斷的提供恒定流速無脈沖的液體,同時(shí)自動(dòng)檢測兩泵筒體內(nèi)的壓力、流量信號(hào),并具有壓力保護(hù)功能。恒壓運(yùn)行時(shí),能保證兩臺(tái)泵內(nèi)的壓力恒定。兩泵所有的運(yùn)行參數(shù)都在設(shè)備配置的觸摸顯示屏上顯示。該設(shè)備被廣泛應(yīng)用于石油、科研單位試驗(yàn)工作中對液體進(jìn)行加壓、排液以及壓力試驗(yàn)、壓力跟蹤等。該設(shè)備具有調(diào)速范圍廣,操作簡單、可實(shí)行手動(dòng)、電動(dòng)、微機(jī)通訊等功能。
該系統(tǒng)采用南大傲拓NA200系列可編程控制器配合進(jìn)口伺服電機(jī)對泵的進(jìn)、退、進(jìn)給速度等進(jìn)行精密控制,輔助機(jī)械傳動(dòng)比的確定以及實(shí)現(xiàn)液體流速、流量以及壓力的恒定控制,為壓力供給、流量供給的最佳設(shè)備之一。
二、工藝簡述
采用雙缸泵,一個(gè)缸進(jìn)泵,一個(gè)缸準(zhǔn)備,相互切換的方法。
雙缸泵的兩只缸定義為A泵和B泵,四個(gè)切換閥分別為A泵吸口閥、B泵吸口閥、A泵出口閥和B泵出口閥。
觸摸屏主要操作有:工作模式設(shè)定,工作方式設(shè)定,工作狀態(tài)設(shè)定,流速設(shè)定,壓力設(shè)定,流速校正,壓力校正,位置調(diào)整,流量調(diào)整,正反切換,閥門檢察,通訊設(shè)定。
恒速模式:顯示設(shè)定速度,實(shí)時(shí)顯示壓力、位置、流量??蓪?shí)時(shí)修改速度、位置、流量、保護(hù)壓力。實(shí)際流速與設(shè)定流速誤差小于0.5%。
1.單缸運(yùn)行
以A泵運(yùn)行為例,顯示A泵各項(xiàng)參數(shù),對A泵進(jìn)行進(jìn)退泵操作。對B泵進(jìn)行封鎖。A泵進(jìn)泵,A泵出口閥打開,A泵吸口閥關(guān)閉,壓力達(dá)到保護(hù)壓力時(shí)停泵,位置達(dá)到上限位時(shí)停泵。A泵退泵,A泵出口閥關(guān)閉,A泵吸口閥打開,位置達(dá)到下限位時(shí)停泵。若A泵有壓力,退泵時(shí)A泵吸口閥要在壓力退至零時(shí)打開。進(jìn)退泵可實(shí)時(shí)進(jìn)行切換。(B泵單缸運(yùn)行同A泵)
2.雙缸并聯(lián)運(yùn)行
相當(dāng)于兩個(gè)單缸可同時(shí)運(yùn)行,可對任一缸進(jìn)行進(jìn)退泵操作。
3.雙缸全自動(dòng)運(yùn)行
兩個(gè)缸相互切換,以達(dá)到連續(xù)供液的目的。
恒壓模式:顯示設(shè)定壓力,實(shí)時(shí)顯示壓力、位置、流量??蓪?shí)時(shí)修改壓力、位置、流量、保護(hù)壓力。實(shí)際壓力與設(shè)定壓力誤差小于0.01MPa。
1.單缸運(yùn)行
2.雙缸并聯(lián)運(yùn)行
3.雙缸全自動(dòng)運(yùn)行
以上3種工作方式過程同恒速相同。
恒壓功能是通過軟件將采集當(dāng)前泵體內(nèi)壓力值與設(shè)定壓力值進(jìn)行比較,采用模糊PID運(yùn)算,達(dá)到恒壓控制效果;
三、技術(shù)方案
3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.2硬件配置
該套設(shè)備選用南大傲拓NA200系列PLC及其觸摸屏作為控制核心,PLC配置如下所示。
四、軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)包括PLC程序與觸摸屏程序;
4.1.PLC軟件說明
采用模塊化設(shè)計(jì),方便調(diào)試和后期維護(hù);完成傳感器采集和兩個(gè)伺服電機(jī)的實(shí)時(shí)控制;
模式控制
分為9種控制模式:恒流A,恒壓A,恒流B,恒壓B,恒流串AB無壓,恒流串AB恒壓,恒壓串AB,恒流并AB,恒壓并AB,
位置顯示:
顯示活塞在泵筒中的位置。
流量顯示:
顯示出口的累計(jì)流量。
流速校正:
供調(diào)試用,密碼保護(hù),對設(shè)定流速與實(shí)際流速的誤差進(jìn)行校正。
壓力校正:
供調(diào)試用,密碼保護(hù),對顯示壓力與實(shí)際壓力的誤差進(jìn)行校正。
閥門檢察:
供調(diào)試用,可直接對各個(gè)閥門進(jìn)行打開和關(guān)閉的操作。
通訊功能:
可用上位機(jī)對多臺(tái)泵進(jìn)行各種操作,泵的各項(xiàng)參數(shù)需反還到上位機(jī)。
4.2.操作界面說明
人機(jī)界面完成對整個(gè)恒速恒流泵的操作控制、參數(shù)設(shè)定、實(shí)時(shí)曲線、 系統(tǒng)狀態(tài)以及故障信息實(shí)時(shí)顯示。4.2.1主界面:實(shí)時(shí)控制信息
工藝流程顯示當(dāng)前A缸和B缸的處于的工作模式,以及缸體實(shí)時(shí)液量。
顯示當(dāng)前設(shè)定的流速和壓力,實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前A缸和B缸內(nèi)液體剩余量、當(dāng)前流速、當(dāng)前流量和總流量,以及控制啟動(dòng)的按鈕。
4.2.2實(shí)時(shí)曲線:曲線顯示
實(shí)時(shí)顯示A缸壓力、B缸壓力和流速的曲線。
4.2.3調(diào)試模式:模式選擇
當(dāng)模式選擇為手動(dòng)控制時(shí);可以對下面的A缸和B缸排液、抽液以及排空的控制。
4.2.4故障報(bào)警:故障信息
實(shí)時(shí)顯示傳感器的故障、電機(jī)過流故障以及壓力超限故障。
五、解決問題及優(yōu)點(diǎn)
1.單片機(jī)死機(jī)問題;
2.使用步進(jìn)控制器丟步問題;運(yùn)行一段時(shí)間需要重新啟動(dòng);
3.觸摸屏比文本和LCD文字屏顯示設(shè)定方便;觸摸屏實(shí)時(shí)顯示狀態(tài)信息:方便調(diào)試與排除.故障;
4.解決兩缸交替運(yùn)行壓力連續(xù)無擾動(dòng)問題;
5.觸摸屏可以實(shí)時(shí)顯示控制曲線;
6.排故:1).傳感器故障;2)超壓故障;3)電機(jī)過流堵轉(zhuǎn)故障;4)運(yùn)行超位置故障;
六、小結(jié)
本文闡述了南大傲拓NA200系列PLC在恒速恒壓泵系統(tǒng)中的應(yīng)用,詳細(xì)描述了恒速恒流泵系統(tǒng)的組成及工藝原理,并給出了PLC的I/O接口配置及其軟件設(shè)計(jì)說明。該系統(tǒng)不但滿足了工藝要求,更提高了設(shè)備的可靠性,提升了客戶設(shè)備的工作效率,還解決了過去使用其他系統(tǒng)所存在的問題,并得到用戶的好評(píng)。
南大傲拓科技江蘇有限公司是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè),致力于自主研發(fā)生產(chǎn)性能可靠、品質(zhì)精良、技術(shù)先進(jìn)的前沿工控產(chǎn)品。其主要產(chǎn)品PLC、人機(jī)界面、變頻器,可為各行各業(yè)的客戶提供全面的解決方案,公司希望能與更多的客戶合作,開發(fā)出更多具有自主產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型產(chǎn)品。