Comment intégrer les vannes électriques dans les systèmes de contrôle basés sur PLC?
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Dans les systèmes d'automatisation industrielle modernes, les valves électriques sont des actionneurs clés pour contrôler les liquides. Il a non seulement une réponse rapide et un contrôle précis, mais facilite également le fonctionnement à distance. Il convient particulièrement à la combinaison avec les systèmes PLC pour atteindre un niveau d'automatisation plus élevé. Mais pour intégrer correctement la valve électrique dans un système de contrôle basé sur PLC, il faut plus que le câblage physique. Nous devons également considérer soigneusement une série de problèmes tels que les méthodes de contrôle, comment faire correspondre les signaux et comment concevoir la logique de contrôle.
Méthode de contrôle
Bien que les vannes électriques fonctionnent pour contrôler les commutateurs ou réguler le flux, ils sont principalement divisés en deux catégories en termes de types de signaux de contrôle: le contrôle de commutation (tel que le type de contrôle à deux positions) et le contrôle analogique (tel que le type de réglage proportionnel).
Le contrôle de commutation réalise la logique "on-off" par des contacts secs. Ce type de soupape est principalement utilisé dans les situations système qui doivent seulement être entièrement ouvertes ou entièrement fermées, telles que l'entrée et la prise en eau de refroidissement, le démarrage de la vapeur et le contrôle d'arrêt, la protection de verrouillage du groupe de valve, etc. Le programme PLC correspondant est également relativement simple. Il vous suffit d'assurer un jugement logique sur les signaux de rétroaction de "position ouverte" et de "position fermée" pour éviter un statut peu clair.
La valve électrique contrôlée analogique est généralement équipée d'un système de commande de servo et d'un capteur de position de rétroaction pour recevoir le signal continu fourni par le module de sortie analogique PLC (AO). Le PLC peut produire en continu un courant de contrôle ou une tension de 4–2 0 MA ou 0–10V, permettant à la vanne de rester à n'importe quelle position pour obtenir un ajustement proportionnel continu du fluide. Ce type de système est souvent utilisé dans des scénarios qui nécessitent une réponse sensible et une précision de contrôle élevée, telles que la régulation de l'approvisionnement en eau de la chaudière, le système d'aération de traitement de l'eau, le rapport matériel-liquide de processus chimique, etc.
Par conséquent, avant la programmation PLC, le mécanisme de contrôle de la valve électrique utilisée doit être clair. Si la soupape analogique est connectée à tort dans le mode de commutation ou si l'amplitude du signal ne correspond pas, le contrôle peut échouer, ou la valve ou le module PLC lui-même peut être brûlé. L'étape de sélection de la valve électrique doit être comparée aux paramètres du module PLC pour garantir que la méthode de contrôle et le type de signal sont entièrement compatibles.
Structure de câblage du signal
La connexion de la valve électrique au système de commande PLC ne consiste pas seulement à compléter la connexion de la ligne physique, mais surtout, à garantir la coordination entre les signaux et la capacité de résister aux interférences. En particulier dans les sites industriels avec des environnements électromagnétiques complexes, de nombreux types d'équipements et des types de signaux mixtes, des structures de câblage déraisonnables entraînent non seulement des dysfonctionnements et une rétroaction anormale, mais dans des cas graves, peuvent également entraîner des dommages au module ou un effondrement logique. Par conséquent, la conception de la structure de câblage doit être considérée de manière approfondie à partir de trois niveaux: protection électrique, clarté du signal et capacité anti-interférence.
Pour les vannes électriques contrôlées par les quantités de commutation, les instructions d'action sont généralement émises par le point de sortie numérique (DO) de l'automate. Cependant, les valves électriques à entraînement directement conduites ont souvent des problèmes tels que la charge de courant insuffisante et l'impact de la tension inverse. Par conséquent, il est recommandé d'utiliser un relais intermédiaire ou un relais à semi-conducteurs comme "couche de tampon", et que le PLC contrôle la bobine de relais, puis utilise le contact normalement ouvert du relais pour changer l'alimentation et contrôler la valve électrique. Cette méthode peut non seulement isoler la sortie et le courant de charge PLC, mais également empêcher la force de contre-électromotive générée par le moteur de soupape électrique au moment de démarrer ou de s'arrêter de causer des interférences ou des dommages au PLC.
En termes de circuits de signal, les vannes électriques sont généralement équipées d'une rétroaction de contact sèche de "position ouverte" et de "position fermée", et ces signaux doivent être connectés à l'entrée numérique (DI) de l'automate. Les ingénieurs doivent confirmer avant le câblage: si ces points de rétroaction sont des sorties actives (avec tension) ou des contacts passifs (signaux fermés) pour choisir une méthode d'accès appropriée. Par exemple, si le module PLC DI est un type d'entrée NPN, le signal passif doit être fermé par la boucle négative commune; S'il s'agit d'un type d'entrée PNP, il doit être entraîné par l'électrode positive commune. La mauvaise connexion entraînera toujours une connexion, toujours en dehors ou insensible, affectant sérieusement la précision de la logique de contrôle.
Le câblage des valves électriques de contrôle analogique a des exigences anti-ingérence plus élevées. D'une part, le module de sortie analogique PLC (AO) doit sortir un signal 0 - 10v ou 4 à 20 mA au pilote servo de la vanne. D'un autre côté, le signal d'ouverture ou de position actuel de la rétroaction de la valve doit être lu via le module d'entrée analogique (AI). Afin de garantir la transmission précise des signaux analogiques, les fils blindés en paire torsadés doivent être utilisés pour le câblage, en particulier lorsque la longueur du câble dépasse 3 mètres. La couche de blindage doit être mise à la terre à une extrémité, généralement à l'extrémité de l'armoire de commande plutôt que l'extrémité de la soupape, pour éviter la dérive du signal causée par les courants de boucle de terre.
Le programme de contrôle de la valve électrique ne peut pas simplement rester au niveau logique simple de "l'envoi d'instructions" ou de "recevoir des commentaires", mais doit construire une structure en boucle fermée triple avec jugement de statut comme prémisse, confirmation de rétroaction en tant que noyau et contrôle d'action en conséquence, améliorant ainsi les capacités de tolérance aux défauts du système et de correction du système.
Par exemple, lors du contrôle d'une valve électrique de commutation, le programme doit d'abord déterminer s'il est actuellement autorisé à démarrer avant de sortir la commande Action pour éviter l'exécution répétée ou les conflits logiques; Après avoir émis la commande "Valve ouverte", le temporisateur de surveillance doit être démarré immédiatement et continuer à détecter si la "position ouverte" est reçue dans le délai spécifié. Signal de rétroaction, si la rétroaction est manquante, une invite d'alarme sera déclenchée, ce qui indique qu'il peut y avoir un coin, une anomalie de rétroaction ou une défaillance de contrôle; Si le signal "Position fermée" est reçu pendant le processus d'ouverture de la valve, il sera considéré comme une anomalie logique sérieuse, et la commande actuelle doit être interrompue et le programme de traitement des défauts doit être exécuté pour assurer l'arrêt sûr du système.
