Wie integriere ich elektrische Ventile in SPS-basierte Steuerungssysteme?
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In modernen industriellen Automatisierungssystemen sind elektrische Ventile wichtige Aktuatoren für die Steuerung von Flüssigkeiten. Es hat nicht nur eine schnelle Reaktion und eine genaue Kontrolle, sondern erleichtert auch den Fernbetrieb. Es ist besonders für die Kombination mit SPS -Systemen geeignet, um ein höheres Automatisierungsgrad zu erreichen. Um das elektrische Ventil korrekt in ein SPS-basierter Steuerungssystem zu integrieren, dauert es mehr als physikalische Verkabelung. Wir müssen auch sorgfältig eine Reihe von Problemen wie Kontrollmethoden, die Übereinstimmung mit Signalen und die Gestaltung der Kontrolllogik in Betracht ziehen.
Kontrollmethode
Obwohl die elektrischen Ventile Schalter steuern oder den Fluss regulieren, werden sie hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt, was die Steuerungssignaltypen (z. B. Steuerungstyp mit zwei Positionen) und die analoge Steuerung (z. B. proportional ein Einstellungstyp).
Die Schaltregelung realisiert die "Ein-Aus" -Logik durch trockene Kontakte. Diese Art von Ventil wird hauptsächlich in Systemsituationen verwendet, die nur vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen werden müssen, z. B. Kühlwassereinlass und Auslass, Dampfstart und Stoppregel, Verriegelungsschutz der Ventilgruppe usw. Das entsprechende SPS -Programm ist ebenfalls relativ einfach. Sie müssen nur logische Beurteilungen über die Feedback -Signale von "offener Position" und "geschlossener Position" sicherstellen, um einen unklaren Status zu vermeiden.
Das analog kontrollierte elektrische Ventil ist normalerweise mit einem Servo-Steuerungssystem und einem Rückkopplungspositionssensor ausgestattet, um das durch das SPS-Analog Output Modul (AO) bereitgestellte kontinuierliche Signal zu empfangen. Die SPS kann kontinuierlich einen Kontrollstrom oder eine Spannung von 4–2 0 ma oder 0–10 V ausgeben, sodass das Ventil an einer beliebigen Position bleiben kann, um eine kontinuierliche proportionale Einstellung der Flüssigkeit zu erreichen. Diese Art von System wird häufig in Szenarien verwendet, die empfindliche Reaktion und hohe Kontrollgenauigkeit erfordern, wie z.
Daher muss vor der SPS -Programmierung der Kontrollmechanismus des verwendeten elektrischen Ventils klar sein. Wenn das Analogventil im Schaltmodus fälschlicherweise angeschlossen ist oder die Signalamplitude nicht übereinstimmt, kann die Steuerung ausfallen oder das Ventil oder das SPS -Modul selbst kann verbrannt werden. Die elektrische Ventilauswahlstufe sollte mit den PLC -Modulparametern verglichen werden, um sicherzustellen, dass die Steuermethode und der Signalart vollständig kompatibel sind.
Signalkabelstruktur
Beim Anschließen des elektrischen Ventils mit dem SPS -Steuerungssystem geht es nicht nur darum, die physische Linienverbindung zu vervollständigen, sondern vor allem, um die Koordination zwischen Signalen und der Fähigkeit zu gewährleisten, Störung zu widerstehen. Insbesondere in Industrieorten mit komplexen elektromagnetischen Umgebungen, vielen Arten von Geräten und gemischten Signalarten führen unangemessene Kabelstrukturen nicht nur zu Fehlfunktionen und abnormalem Feedback, sondern in schweren Fällen können auch Modulschäden oder Logikkollaps verursachen. Daher sollte das Design der Kabelstruktur aus drei Ebenen umfassend berücksichtigt werden: elektrischer Schutz, Signalklarheit und Anti-Interferenz-Fähigkeit.
Bei elektrischen Ventilen, die durch Schalten von Mengen gesteuert werden, werden die Aktionsanweisungen normalerweise vom digitalen Ausgangspunkt (DO) der SPS ausgegeben. Direkt angetriebene elektrische Ventile haben jedoch häufig Probleme wie unzureichende Stromlast und Rückspannungsauswirkungen. Daher wird empfohlen, ein Zwischenstufe oder ein Festkörperrelais als "Pufferschicht" zu verwenden und die SPS-Steuerung die Relaisspule zu steuern und dann den normalerweise geöffneten Kontakt des Relais zu verwenden, um die Netzteil zu wechseln und die Ein-Aus des elektrischen Ventils zu steuern. Diese Methode kann nicht nur den SPS -Ausgang und den Laststrom isolieren, sondern auch verhindern, dass die vom Elektroventilmotor erzeugte Gegenelektromotivkraft zum Zeitpunkt des Startens oder Anhaltens von Störungen oder Beschädigungen an der SPS führt.
In Bezug auf Signalschaltungen sind elektrische Ventile normalerweise mit trockenem Kontaktfeedback der "offenen Position" und "geschlossener Position" ausgestattet, und diese Signale müssen an den digitalen Eingang (DI) der SPS angeschlossen werden. Ingenieure müssen vor der Verkabelung bestätigen: Ob diese Rückmeldungspunkte aktive Ausgänge (mit Spannung) oder passive Kontakte (geschlossene Signale) sind, um eine geeignete Zugriffsmethode auszuwählen. Wenn das SPS -DI -Modul beispielsweise ein NPN -Eingangstyp ist, sollte das passive Signal durch die gemeinsame negative Schleife geschlossen werden. Wenn es sich um einen PNP -Eingangstyp handelt, sollte er von der gemeinsamen positiven Elektrode gesteuert werden. Eine falsche Verbindung führt dazu, dass der Eingang immer eingeschaltet, immer aus oder nicht reagiert und die Genauigkeit der Kontrolllogik ernsthaft beeinflusst.
Die Verkabelung von elektrischen Ventilen der analogen Steuerung hat höhere Anti-Interferenz-Anforderungen. Einerseits muss das SPS -Analogausgangsmodul (AO) ein 0 - 10 V oder 4–20 mA Signal an den Servo -Treiber des Ventils ausgeben. Andererseits muss das aktuelle Öffnungs- oder Positionssignal des Ventil -Rückkoppels durch das analoge Eingangsmodul (AI) gelesen werden. Um die genaue Übertragung von analogen Signalen zu gewährleisten, sollten verdrehte Paarabschirme für die Verkabelung verwendet werden, insbesondere wenn die Kabellänge 3 Meter überschreitet. Die Abschirmschicht muss an einem Ende geerdet sein, normalerweise am Ende des Schaltschranks und nicht am Ventilende, um eine Signaldrift zu vermeiden, die durch Erdschleifenströme verursacht wird.
Das Programm zur Steuerung des elektrischen Ventils kann nicht einfach auf der einfachen logischen Ebene von "Anweisungen senden" oder "Feedback erhalten" bleiben, sondern sollte eine dreifache Struktur mit geschlossenem Schleifen mit Statusurteil als Voraussetzung, Rückkopplungsbestätigung als Kern und Aktionsregelung als Ergebnis erstellen, wodurch die Fehlertoleranz und die Selbstverständlichkeit des Systems verbessert werden.
Bei der Steuerung eines elektrischen Schaltventils sollte das Programm beispielsweise zunächst feststellen, ob es derzeit gestartet wird, bevor es den Aktionsbefehl ausgibt, um wiederholte Ausführung oder logische Konflikte zu vermeiden. Nach der Ausgabe des Befehls "offener Ventil" sollte der Überwachungs -Timer sofort gestartet werden und weiter erkennen, ob die "offene Position" innerhalb der angegebenen Zeit empfangen wird. Feedback -Signal, wenn das Feedback fehlt, wird eine Alarmaufforderung ausgelöst, was darauf hinweist, dass möglicherweise festgelegt wird, Rückkopplungsabnormalität oder Kontrollversagen. Wenn das Signal "geschlossener Position" während des Ventilöffnungsvorgangs empfangen wird, wird es als schwerwiegende Logikanomalie angesehen, und der aktuelle Befehl muss unterbrochen werden und das Fehlerbehandlungsprogramm muss ausgeführt werden, um die sichere Abschaltung des Systems sicherzustellen.
