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石油化工——南大傲拓NA200系列PLC在恒流恒压泵中的应用

供稿:南大傲拓科技江苏股份有限公司 2012/8/16 14:09:03

5 人气:1012

一、 概述
        该设备具有恒速、恒压两种功能,精度高,运行噪声小、操作简单、维护容易。在恒速时,能给用户连续不断的提供恒定流速无脉冲的液体,同时自动检测两泵筒体内的压力、流量信号,并具有压力保护功能。恒压运行时,能保证两台泵内的压力恒定。两泵所有的运行参数都在设备配置的触摸显示屏上显示。该设备被广泛应用于石油、科研单位试验工作中对液体进行加压、排液以及压力试验、压力跟踪等。该设备具有调速范围广,操作简单、可实行手动、电动、微机通讯等功能。
        该系统采用南大傲拓NA200系列可编程控制器配合进口伺服电机对泵的进、退、进给速度等进行精密控制,辅助机械传动比的确定以及实现液体流速、流量以及压力的恒定控制,为压力供给、流量供给的最佳设备之一。

二、工艺简述
采用双缸泵,一个缸进泵,一个缸准备,相互切换的方法。
双缸泵的两只缸定义为A泵和B泵,四个切换阀分别为A泵吸口阀、B泵吸口阀、A泵出口阀和B泵出口阀。
触摸屏主要操作有:工作模式设定,工作方式设定,工作状态设定,流速设定,压力设定,流速校正,压力校正,位置调整,流量调整,正反切换,阀门检察,通讯设定。
恒速模式:显示设定速度,实时显示压力、位置、流量。可实时修改速度、位置、流量、保护压力。实际流速与设定流速误差小于0.5%。
1.单缸运行
以A泵运行为例,显示A泵各项参数,对A泵进行进退泵操作。对B泵进行封锁。A泵进泵,A泵出口阀打开,A泵吸口阀关闭,压力达到保护压力时停泵,位置达到上限位时停泵。A泵退泵,A泵出口阀关闭,A泵吸口阀打开,位置达到下限位时停泵。若A泵有压力,退泵时A泵吸口阀要在压力退至零时打开。进退泵可实时进行切换。(B泵单缸运行同A泵)
2.双缸并联运行
相当于两个单缸可同时运行,可对任一缸进行进退泵操作。
3.双缸全自动运行
两个缸相互切换,以达到连续供液的目的。
恒压模式:显示设定压力,实时显示压力、位置、流量。可实时修改压力、位置、流量、保护压力。实际压力与设定压力误差小于0.01MPa。
1.单缸运行
2.双缸并联运行
3.双缸全自动运行
以上3种工作方式过程同恒速相同。
恒压功能是通过软件将采集当前泵体内压力值与设定压力值进行比较,采用模糊PID运算,达到恒压控制效果;

三、技术方案

3.1系统结构

3.2硬件配置
该套设备选用南大傲拓NA200系列PLC及其触摸屏作为控制核心,PLC配置如下所示。


序号

名称

型号

数量

备注

1

CPU模块

200CMM201-2402-12

1

自带14点数字量输入,10点数字量输出晶体管

2

模拟量输入模块

200AIM201-0201

1

模拟量输入模块 2通道,电流/电压 

3

模块量输出模块

200AOM201-0201

1

模拟量输出模块 2通道,电流               

4

触摸屏

VIEW0702

1

7寸彩显;800*480;带USB和网口下载;


四、软件设计
软件设计包括PLC程序与触摸屏程序;
4.1.PLC软件说明
采用模块化设计,方便调试和后期维护;完成传感器采集和两个伺服电机的实时控制;
模式控制
分为9种控制模式:恒流A,恒压A,恒流B,恒压B,恒流串AB无压,恒流串AB恒压,恒压串AB,恒流并AB,恒压并AB,
位置显示:
显示活塞在泵筒中的位置。
流量显示:
显示出口的累计流量。
流速校正:
供调试用,密码保护,对设定流速与实际流速的误差进行校正。
压力校正:
供调试用,密码保护,对显示压力与实际压力的误差进行校正。
阀门检察:
供调试用,可直接对各个阀门进行打开和关闭的操作。
通讯功能:
可用上位机对多台泵进行各种操作,泵的各项参数需反还到上位机。
4.2.操作界面说明
人机界面完成对整个恒速恒流泵的操作控制、参数设定、实时曲线、 系统状态以及故障信息实时显示。4.2.1主界面:实时控制信息
工艺流程显示当前A缸和B缸的处于的工作模式,以及缸体实时液量。
显示当前设定的流速和压力,实时显示当前A缸和B缸内液体剩余量、当前流速、当前流量和总流量,以及控制启动的按钮。

 

4.2.2实时曲线:曲线显示

实时显示A缸压力、B缸压力和流速的曲线。

4.2.3调试模式:模式选择
当模式选择为手动控制时;可以对下面的A缸和B缸排液、抽液以及排空的控制。


 

4.2.4故障报警:故障信息
实时显示传感器的故障、电机过流故障以及压力超限故障。

 五、解决问题及优点
1.单片机死机问题;
2.使用步进控制器丢步问题;运行一段时间需要重新启动;
3.触摸屏比文本和LCD文字屏显示设定方便;触摸屏实时显示状态信息:方便调试与排除.故障;
4.解决两缸交替运行压力连续无扰动问题;
5.触摸屏可以实时显示控制曲线;
6.排故:1).传感器故障;2)超压故障;3)电机过流堵转故障;4)运行超位置故障;

六、小结
        本文阐述了南大傲拓NA200系列PLC在恒速恒压泵系统中的应用,详细描述了恒速恒流泵系统的组成及工艺原理,并给出了PLC的I/O接口配置及其软件设计说明。该系统不但满足了工艺要求,更提高了设备的可靠性,提升了客户设备的工作效率,还解决了过去使用其他系统所存在的问题,并得到用户的好评。
        南大傲拓科技江苏有限公司是工业自动化领域的高新技术企业,致力于自主研发生产性能可靠、品质精良、技术先进的前沿工控产品。其主要产品PLC、人机界面、变频器,可为各行各业的客户提供全面的解决方案,公司希望能与更多的客户合作,开发出更多具有自主产权的创新型产品。

更多内容请访问 南大傲拓科技江苏股份有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=36995)

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