Πώς να ενσωματώσετε ηλεκτρικές βαλβίδες σε συστήματα ελέγχου που βασίζονται σε PLC;
Αφήστε ένα μήνυμα
Στα σύγχρονα συστήματα βιομηχανικής αυτοματισμού, οι ηλεκτρικές βαλβίδες είναι βασικοί ενεργοποιητές για τον έλεγχο των υγρών. Δεν έχει μόνο γρήγορη ανταπόκριση και ακριβή έλεγχο, αλλά διευκολύνει επίσης την απομακρυσμένη λειτουργία. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για συνδυασμό με συστήματα PLC για την επίτευξη υψηλότερου επιπέδου αυτοματισμού. Αλλά για να ενσωματωθεί σωστά η ηλεκτρική βαλβίδα σε ένα σύστημα ελέγχου με βάση το PLC, χρειάζεται περισσότερο από τη φυσική καλωδίωση. Πρέπει επίσης να εξετάσουμε προσεκτικά μια σειρά από θέματα όπως οι μεθόδους ελέγχου, πώς να ταιριάζουν τα σήματα και πώς να σχεδιάσουμε λογική ελέγχου.
Μέθοδος ελέγχου
Αν και οι ηλεκτρικές βαλβίδες λειτουργούν για τους διακόπτες ελέγχου ή τη ρύθμιση της ροής, χωρίζονται κυρίως σε δύο κατηγορίες όσον αφορά τους τύπους σήματος ελέγχου: τον έλεγχο μεταγωγής (όπως τον τύπο ελέγχου δύο θέσεων) και τον αναλογικό έλεγχο (όπως ο αναλογικός τύπος ρύθμισης).
Ο έλεγχος μεταγωγής συνειδητοποιεί τη λογική "on-off" μέσω ξηρών επαφών. Αυτός ο τύπος βαλβίδας χρησιμοποιείται κυρίως σε καταστάσεις συστήματος που χρειάζεται μόνο να είναι πλήρως ανοιχτοί ή πλήρως κλειστοί, όπως η είσοδος νερού ψύξης και η έξοδος, ο έλεγχος εκκίνησης και διακοπής ατμού, η προστασία της ομάδας βαλβίδων κλπ. Το αντίστοιχο πρόγραμμα PLC είναι επίσης σχετικά απλό. Χρειάζεται μόνο να διασφαλίσετε τη λογική κρίση σχετικά με τα σήματα ανατροφοδότησης της "ανοικτής θέσης" και της "κλειστής θέσης" για να αποφευχθεί η ασαφής κατάσταση.
Η ηλεκτρική βαλβίδα που ελέγχεται αναλογική είναι συνήθως εξοπλισμένη με ένα σύστημα ελέγχου σερβο και έναν αισθητήρα θέσης ανάδρασης για να λάβει το συνεχές σήμα που παρέχεται από τη μονάδα αναλογικής εξόδου PLC (AO). Το PLC μπορεί να εξάγει συνεχώς ένα ρεύμα ελέγχου ή τάση 4-2 0 MA ή 0-10V, επιτρέποντας στη βαλβίδα να παραμείνει σε οποιαδήποτε θέση για να επιτύχει συνεχή αναλογική ρύθμιση του υγρού. Αυτός ο τύπος συστήματος χρησιμοποιείται συχνά σε σενάρια που απαιτούν ευαίσθητη ανταπόκριση και υψηλή ακρίβεια ελέγχου, όπως ρύθμιση παροχής νερού λέβητα, σύστημα επεξεργασίας νερού, αναλογία χημικής διεργασίας υλικού-υγρού κ.λπ.
Επομένως, πριν από τον προγραμματισμό PLC, ο μηχανισμός ελέγχου της χρησιμοποιούμενης ηλεκτρικής βαλβίδας πρέπει να είναι καθαρός. Εάν η αναλογική βαλβίδα συνδέεται λανθασμένα στη λειτουργία μεταγωγής ή το εύρος σήματος δεν ταιριάζει, ο έλεγχος μπορεί να αποτύχει ή η βαλβίδα ή η ίδια η μονάδα PLC μπορεί να καεί. Το στάδιο επιλογής ηλεκτρικής βαλβίδας θα πρέπει να συγκριθεί με τις παραμέτρους της μονάδας PLC για να διασφαλιστεί ότι η μέθοδος ελέγχου και ο τύπος σήματος είναι πλήρως συμβατές.
Δομή καλωδίωσης σήματος
Η σύνδεση της ηλεκτρικής βαλβίδας στο σύστημα ελέγχου PLC δεν αφορά μόνο την ολοκλήρωση της φυσικής σύνδεσης γραμμής, αλλά το πιο σημαντικό, εξασφαλίζοντας το συντονισμό μεταξύ των σημάτων και της ικανότητας να αντισταθεί στην παρεμβολή. Ειδικά σε βιομηχανικούς χώρους με πολύπλοκα ηλεκτρομαγνητικά περιβάλλοντα, πολλοί τύποι εξοπλισμού και μικτές τύποι σήματος, παράλογες δομές καλωδίωσης όχι μόνο οδηγούν σε δυσλειτουργίες και μη φυσιολογικές ανατροφοδότηση, αλλά σε σοβαρές περιπτώσεις μπορεί επίσης να προκαλέσουν βλάβη στη μονάδα ή λογική κατάρρευση. Ως εκ τούτου, ο σχεδιασμός της δομής καλωδίωσης θα πρέπει να εξετάζεται ολοκληρωτικά από τρία επίπεδα: Ηλεκτρική προστασία, η σαφήνεια του σήματος και η ικανότητα κατά της παρεμβολής.
Για ηλεκτρικές βαλβίδες που ελέγχονται από τις ποσότητες μεταγωγής, οι οδηγίες δράσης εκδίδονται συνήθως από το σημείο ψηφιακής εξόδου (DO) του PLC. Ωστόσο, οι άμεσα κατευθυνόμενες ηλεκτρικές βαλβίδες συχνά έχουν προβλήματα όπως το ανεπαρκές ρεύμα φορτίου και αντιστροφή της τάσης. Ως εκ τούτου, συνιστάται να χρησιμοποιήσετε ένα ενδιάμεσο ρελέ ή ρελέ στερεάς κατάστασης ως "στρώμα ρυθμιστικού στρώματος" και να ελέγξετε το PLC το πηνίο ρελέ και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσετε την κανονικά ανοιχτή επαφή του ρελέ για να αλλάξετε την τροφοδοσία και να ελέγξετε την on-off της ηλεκτρικής βαλβίδας. Αυτή η μέθοδος δεν μπορεί να απομονώσει μόνο την έξοδο PLC και το ρεύμα φόρτωσης, αλλά επίσης να αποτρέψει την αντεπίθεση ηλεκτρομαγνητικής δύναμης που παράγεται από τον κινητήρα ηλεκτρικής βαλβίδας τη στιγμή της έναρξης ή της διακοπής της πρόκλησης παρεμβολής ή βλάβης στο PLC.
Όσον αφορά τα κυκλώματα σήματος, οι ηλεκτρικές βαλβίδες είναι συνήθως εξοπλισμένες με ξηρή ανατροφοδότηση επαφής της "ανοικτής θέσης" και "κλειστής θέσης" και αυτά τα σήματα πρέπει να συνδεθούν με την ψηφιακή είσοδο (DI) της PLC. Οι μηχανικοί πρέπει να επιβεβαιώσουν πριν από την καλωδίωση: αν αυτά τα σημεία ανάδρασης είναι ενεργές εξόδους (με τάση) ή παθητικές επαφές (κλειστά σήματα) για να επιλέξουν μια κατάλληλη μέθοδο πρόσβασης. Για παράδειγμα, εάν η μονάδα PLC DI είναι ένας τύπος εισόδου NPN, το παθητικό σήμα θα πρέπει να κλείσει από τον κοινό αρνητικό βρόχο. Εάν πρόκειται για έναν τύπο εισόδου PNP, θα πρέπει να οδηγείται από το κοινό θετικό ηλεκτρόδιο. Η λανθασμένη σύνδεση θα προκαλέσει την πάντοτε την είσοδο, πάντα μακριά ή δεν ανταποκρίνεται, επηρεάζοντας σοβαρά την ακρίβεια της λογικής ελέγχου.
Η καλωδίωση των ηλεκτρικών βαλβίδων αναλογικού ελέγχου έχει υψηλότερες απαιτήσεις κατά των παρεμβολών. Από τη μία πλευρά, η μονάδα αναλογικής εξόδου PLC (AO) πρέπει να εξάγει ένα σήμα 0 - 10V ή 4-20mA στον οδηγό σερβο της βαλβίδας. Από την άλλη πλευρά, το τρέχον σήμα ανοίγματος ή θέσης της ανατροφοδότησης της βαλβίδας πρέπει να διαβαστεί μέσω της αναλογικής μονάδας εισόδου (AI). Προκειμένου να διασφαλιστεί η ακριβής μετάδοση αναλογικών σημάτων, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται συρραπτικά ζεύγη για την καλωδίωση, ειδικά όταν το μήκος του καλωδίου υπερβαίνει τα 3 μέτρα. Το στρώμα θωράκισης πρέπει να γειωθεί στο ένα άκρο, συνήθως στο άκρο του ντουλαπιού ελέγχου και όχι στο άκρο της βαλβίδας, για να αποφευχθεί η μετατόπιση σήματος που προκαλείται από ρεύματα βρόχου εδάφους.
Το πρόγραμμα ελέγχου ηλεκτρικών βαλβίδων δεν μπορεί απλώς να παραμείνει στο απλό λογικό επίπεδο των "οδηγιών αποστολής" ή "λήψης ανατροφοδότησης", αλλά πρέπει να δημιουργήσει μια τριπλή δομή κλειστού βρόχου με κρίση κατάστασης ως προϋπόθεση, επιβεβαίωση ανατροφοδότησης ως πυρήνα και έλεγχο δράσης ως αποτέλεσμα, βελτιώνοντας έτσι την ανοχή σφάλματος του συστήματος και τις αυτόματες δυνατότητες.
Για παράδειγμα, κατά τον έλεγχο μιας ηλεκτρικής βαλβίδας μεταγωγής, το πρόγραμμα θα πρέπει πρώτα να καθορίσει εάν επιτρέπεται επί του παρόντος να ξεκινήσει πριν από την παραγωγή της εντολής δράσης για να αποφευχθεί η επανειλημμένη εκτέλεση ή οι λογικές συγκρούσεις. Μετά την έκδοση της εντολής "Open Valve", ο χρονομετρητής παρακολούθησης πρέπει να ξεκινήσει αμέσως και να συνεχίσει να ανιχνεύει εάν η "ανοικτή θέση" λαμβάνεται εντός της καθορισμένης ώρας. Σήμα ανάδρασης, εάν λείπει η ανατροφοδότηση, θα ενεργοποιηθεί μια γραμμή συναγερμού, υποδεικνύοντας ότι μπορεί να κολλήσει, ανωμαλίες ανατροφοδότησης ή αποτυχία ελέγχου. Εάν το σήμα "κλειστής θέσης" λαμβάνεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανοίγματος της βαλβίδας, θα θεωρηθεί ως σοβαρή λογική ανωμαλία και η τρέχουσα εντολή πρέπει να διακόπτεται και το πρόγραμμα χειρισμού σφαλμάτων πρέπει να εκτελεστεί για να εξασφαλιστεί η ασφαλής διακοπή του συστήματος.
