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计量泵的控制

计量泵的控制 2011年12月10日 来源： 计量泵每一次的流体泵出量决定了其计量容量。在一定的有效隔膜面积下，计量泵的输出流体的体积流量正比与冲程长度L和冲程频率F：V∝A*F*L计量泵在计量介质和工作压力确定情况下，通过调节冲程长度L和冲程频率F即可实现对计量泵输出的双维调节。尽管冲程长度和频率都可以作为调节变量，但计量泵在工程应用中一般将冲程长度视为粗调变量，冲程频率为细调变量：调节冲程长度至一定值，然后通过改变其频率实现精细调节，增加调节的灵活性。在相对简单的应用场合，亦可以手动设置冲程长度，仅将冲程频率作为调节变量，从而简化系统配置。计量泵常规模拟/开关信号调节方式过程控制应用中广泛采用0/4-20mA模拟电流信号作为传感器、控制器和执行机构间信号交换的标准，具有外控功能的计量泵亦主要采用这种方式，实现对冲程频率和冲程频率的外部调节。计量泵位置式伺服机构是实现冲程长度调节的最普遍方法。一体化的伺服机构被设计成能够直接接受来自调节器或计算机的0/4-20mA控制信号，从而自动调节冲程长度在0-100％范围内变化。相对而言实现冲程频率调节的方法比较多样，主要有变频电机控制和直接继电触点控制两种。经由0/4-20mA电流信号控制的变频调速器驱动计量泵电动机按所需速度运行，从而实现冲程频率的调节。对于电磁驱动和部分电机驱动的计量泵，亦可以利用外部触点信号来调节冲程频率。计量泵基地式控制方式在某些特殊场合，如ph值调节，计量泵作为执行器，在调节器的控制下添加酸或碱。为简化系统配置和提高可靠性，以微处理器为核心的嵌入式控制系统被直接集成到计量泵内，如此只需外接一支pH传感器，即可构成完整的调节系统。这种基地式智能计量泵概念也适用于控制其它工艺参数，如氧化还原电位(ORP)和余氯浓度调节等应用场合。计量泵设定程序式控制由于内部集成了微处理计算机，一些计量泵产品的调控性能和操作性能得到了充分提升，在跟随外部控制命令实现实时计量流量调节之外，还具有定量添加，时间序列触发程序式添加，事件序列触发程序式添加，时间－事件混合触发程序式添加和自动校正等多种工作模式，并可以提供以泵出流体总量，剩余冲程次数和待输送流体容量，设定冲程长度和其它相关的计量泵工作参数等有用信息。时间序列触发程序式工作方式令计量泵完全依据实时时钟，按预先规划的任务清单，计量泵在指定时刻按设定的冲程次数或时间定量添加工作介质，时间可以以每小时，天，工作日，公休日，一周和二周为周期灵活设定；而事件序列触发程序式工作方式令计量泵完全依据实时触发事件，按预先规划的任务清单，在特定事件发生时（触点输入）按设定的冲程次数或时间定量添加工作介质。以上两种方式可以有机混合，完成更复杂的时间－事件混合触发工作模式。最多可设定81个事件。一个简单的例子是冷却塔循环水消毒灭藻系统。消毒剂以特定浓度根据补充水流量比例添加；并按工艺要求，在比例添加过程当中，计量泵每周还应脉冲式大剂量添加一次消毒剂（如设定在周五12-13时），并要求此时暂停比例添加作用。整个编程十分简捷，令复杂多变的流体添加任务得以轻松而精确地实现。现场总线ProFibus控制方式计量泵在石油化工等大规模高自动化成度的应用场合，利用数字通讯协议进行自动化设备之间数据的高速传输进而组成网络式控制系统，容量大，可靠性高，已成为发展的主流。继二十世纪九十年代初被纳入德国DIN标准后，现场总线ProFibus于九十年代末又成为欧洲标准(EN50170)，在世界范围内得到广泛采用，已成为现场总线技术中代表性协议之一。现场总线ProFibus由三种形势组成。ProFibus－DP，ProFibus－PA和ProFibus－FMS。其中ProFibus－DP(DecentralizedPeriphery)定义为分散型外围设备现场总线，计量泵系专门为过程控制系统与分散的外围设备之间高速数据信息交换而设计的。其传输介质为双绞线或光纤联接的RS485传输制式，波特率9.6-12Mb/s，系统构成成本低，高速可靠。现场总线ProFibus指令集精简凝练，编程非常方便。具有现场总线ProFibus通讯功能的计量泵，在具有所有手动调节功能的同时，可以方便地溶入高级的如集散式计算机控制系统中，使其各种功能得以更充分地发挥，已经成为现代精密计量泵的佼佼者。普罗名特公司计量泵家族中即有三大系列数十个型号的产品配置了现场总线功能。计量泵的研发已经超越了其传统意义上单纯追求容量和材质的范畴，转而面向高精度，多功能和智能化的发展方向，这一趋势已经成为世界主要计量泵生商的共识。

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