Come integrare le valvole elettriche nei sistemi di controllo basati su PLC?
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Nei moderni sistemi di automazione industriale, le valvole elettriche sono attuatori chiave per il controllo dei fluidi. Non ha solo una risposta rapida e un controllo accurato, ma facilita anche il funzionamento remoto. È particolarmente adatto per la combinazione con i sistemi PLC per raggiungere un livello più elevato di automazione. Ma per integrare correttamente la valvola elettrica in un sistema di controllo basato su PLC, ci vuole più del cablaggio fisico. Dobbiamo anche considerare attentamente una serie di problemi come i metodi di controllo, come abbinare i segnali e come progettare la logica di controllo.
Metodo di controllo
Sebbene le valvole elettriche funzionino per controllare gli switch o regolano il flusso, sono principalmente divise in due categorie in termini di tipi di segnale di controllo: controllo di commutazione (come il tipo di controllo a due posizioni) e il controllo analogico (come il tipo di regolazione proporzionale).
La commutazione del controllo realizza la logica "on-off" attraverso i contatti asciutti. Questo tipo di valvola è utilizzato principalmente in situazioni di sistema che devono solo essere completamente aperte o completamente chiuse, come l'ingresso e l'uscita dell'acqua di raffreddamento, il controllo di avvio e arresto del vapore, protezione dell'interblocco del gruppo della valvola, ecc. Anche il corrispondente programma PLC è relativamente semplice. È solo necessario garantire un giudizio logico sui segnali di feedback di "posizione aperta" e "posizione chiusa" per evitare lo stato poco chiaro.
La valvola elettrica controllata dall'analogico è generalmente dotata di un sistema di controllo dei servi e un sensore di posizione di feedback per ricevere il segnale continuo fornito dal modulo di uscita analogico PLC (AO). Il PLC può produrre continuamente una corrente di controllo o una tensione di 4–2 0 Ma o 0–10V, consentendo alla valvola di rimanere in qualsiasi posizione per ottenere una regolazione proporzionale continua del fluido. Questo tipo di sistema viene spesso utilizzato in scenari che richiedono risposta sensibile e una precisione di controllo elevato, come la regolazione dell'approvvigionamento dell'acqua della caldaia, il sistema di aerazione del trattamento delle acque, il rapporto materiale-liquido di processo chimico, ecc.
Pertanto, prima della programmazione PLC, il meccanismo di controllo della valvola elettrica utilizzata deve essere chiaro. Se la valvola analogica viene connessa erroneamente nella modalità di commutazione o l'ampiezza del segnale non corrisponde, il controllo può fallire o la valvola o il modulo PLC stesso possono essere bruciati. Lo stadio di selezione della valvola elettrica deve essere confrontato con i parametri del modulo PLC per garantire che il metodo di controllo e il tipo di segnale siano completamente compatibili.
Struttura del cablaggio del segnale
Collegare la valvola elettrica al sistema di controllo PLC non si tratta solo di completare la connessione della linea fisica, ma, soprattutto, garantendo il coordinamento tra i segnali e la capacità di resistere alle interferenze. Soprattutto nei siti industriali con ambienti elettromagnetici complessi, molti tipi di apparecchiature e tipi di segnale misti, le strutture di cablaggio irragionevoli non solo portano a malfunzionamenti e feedback anormali, ma nei casi gravi possono anche causare danni al modulo o collasso logico. Pertanto, la progettazione della struttura del cablaggio dovrebbe essere considerata in modo completo da tre livelli: protezione elettrica, chiarezza del segnale e capacità anti-interferenza.
Per le valvole elettriche controllate dalle quantità di commutazione, le istruzioni di azione vengono generalmente emesse dal punto di uscita digitale (DO) del PLC. Tuttavia, le valvole elettriche guidate direttamente hanno spesso problemi come il carico di corrente insufficiente e l'impatto di tensione inversi. Pertanto, si consiglia di utilizzare un relè intermedio o un relè a stato solido come "strato tampone" e consentire al PLC di controllare la bobina del relè e quindi utilizzare il contatto normalmente aperto del relè per cambiare l'alimentazione e controllare l'avvio della valvola elettrica. Questo metodo può non solo isolare l'uscita PLC e la corrente di carico, ma anche impedire la forza elettromotrice di contatore generata dal motore della valvola elettrica al momento dell'avvio o dell'arresto causando interferenze o danni al PLC.
In termini di circuiti di segnale, le valvole elettriche sono generalmente dotate di feedback di contatto a secco di "posizione aperta" e "posizione chiusa" e questi segnali devono essere collegati all'ingresso digitale (DI) del PLC. Gli ingegneri devono confermare prima del cablaggio: se questi punti di feedback sono uscite attive (con tensione) o contatti passivi (segnali chiusi) per scegliere un metodo di accesso appropriato. Ad esempio, se il modulo PLC DI è un tipo di ingresso NPN, il segnale passivo deve essere chiuso dal ciclo negativo comune; Se si tratta di un tipo di ingresso PNP, dovrebbe essere guidato dall'elettrodo positivo comune. La connessione errata causerà sempre l'ingresso, sempre fuori o non risponde, influisce seriamente sull'accuratezza della logica di controllo.
Il cablaggio di valvole elettriche di controllo analogico ha requisiti anti-interferenza più elevati. Da un lato, il modulo di output analogico PLC (AO) deve produrre un segnale 0 - 10V o 4–20 mA al servo driver della valvola. D'altra parte, il segnale di apertura o posizione di corrente del feedback della valvola deve essere letto attraverso il modulo di ingresso analogico (AI). Al fine di garantire la trasmissione accurata dei segnali analogici, per cablaggio devono essere utilizzati cavi schermati in coppia intrecciata, specialmente quando la lunghezza del cavo supera i 3 metri. Lo strato di schermatura deve essere messo a terra su un'estremità, di solito all'estremità del gabinetto di controllo anziché all'estremità della valvola, per evitare la deriva del segnale causata dalle correnti di anello di terra.
Il programma di controllo della valvola elettrica non può semplicemente rimanere al semplice livello logico di "istruzioni di invio" o "ricevere feedback", ma dovrebbe costruire una tripla struttura a circuito chiuso con il giudizio di stato come premessa, conferma del feedback come core e controllo dell'azione come risultato, migliorando così la tolleranza degli errori del sistema e le capacità di autocarro.
Ad esempio, quando si controlla una valvola elettrica di commutazione, il programma dovrebbe prima determinare se è attualmente autorizzato a iniziare prima di produrre il comando di azione per evitare l'esecuzione ripetuta o i conflitti logici; Dopo aver emesso il comando "Valve aperta", il timer di monitoraggio deve essere avviato immediatamente e continuare a rilevare se la "posizione aperta" viene ricevuta entro il tempo specificato. Segnale di feedback, se manca il feedback, verrà attivato un prompt di allarme, indicando che potrebbe essere bloccato, anomalia di feedback o fallimento del controllo; Se il segnale di "posizione chiusa" viene ricevuto durante il processo di apertura della valvola, sarà considerato una grave anomalia logica e l'attuale comando deve essere interrotto e il programma di gestione degli errori deve essere eseguito per garantire l'arresto sicuro del sistema.
