EN

СМАРТ-ПОЗИЦИОНЕРЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРОЙ

Во многих технологических процессах решаются задачи как отсечения потоков, так и регулирования или дозирования различных рабочих сред: жидких, газообразных или сыпучих. Например, в горно-обогатительной промышленности при технологии флотации необходимо регулировать уровень жидкости в баке, изменяя положение донного клапана, перемещение которого происходит с помощью пневматического цилиндра. На сахарном производстве в технологическом процессе выпаривания при многоступенчатой обработке сатурированного сока в выпарном аппарате необходимо дозировать подачу пара, регулируя положение дискового затвора с пневматическим поворотным приводом.

Оглавление

При дозировании химических реагентов в технологическом процессе флотации на ГОКах (горно-обогатительные комбинаты) хорошо себя зарекомендовали сегментные поворотные клапаны серии RV с пневматическими приводами, управление которыми осуществляется с помощью пропорциональных электропневматических позиционеров.

Для регулировки подачи оборотной воды в том же технологическом процессе широко применяются дисковые затворы серии 375-376 с поворотными пневматическими приводами и электропневматическими позиционерами.

На пищевых производствах широко применяются седельные клапаны и дисковые затворы для регулирования подачи пара на стерилизацию (пастеризацию) продуктов.

На шинных заводах происходит регулирование подачи пара при прогреве формователей – вулканизаторов.

На целлюлозно-бумажных комбинатах регулируется расход бумажной массы для стабилизации качества бумаги при подаче смеси на бумагоделательную машину, где так же эффективно применяется сегментный клапан серии RV (https://catalog.camozzi.ru/#!d51g02s25p01).

Для различных технологических процессов наиболее важен параметр, которым мы управляем, например, температура продукта, вязкость, плотность, количественный расход.

Традиционно в схеме управления непрерывными процессами стоит датчик контролируемой физической величины, и, меняя проходное сечение, например, с помощью седельного клапана, мы получаем необходимый расход рабочего тела, который и оказывает влияние на основной параметр технологического процесса (температура продукта, вязкость, плотность и т.п.).

Основным управляющим устройством в приведенных примерах являются электропневматические позиционеры. Электропневматические позиционеры управляют ходом клапана или пневматического привода при поступлении входного сигнала постоянного тока 4-20 мА от пульта управления или калибратора. Есть несколько основных отличий в конструкциях и возможностях разных типов позиционеров: наиболее простые электропневматические позиционеры серии СС600 и более точные и функциональные смарт-позиционеры серий СС800 и СС900.

Позиционер – это пневмомеханическое или электропневматическое устройство, способное управлять выходной координатой привода, регулирующего подвижный орган арматуры и, как следствие, расход жидкостей, газов и иногда сыпучих продуктов. Сигнал задания для позиционера часто в виде токовой петли формирует оператор или система АСУТП, а сигналом обратной связи может служить координата выходного звена поворотного или линейного пневмоцилиндра. Внутри позиционеров применяется традиционно хорошо себя зарекомендовавшая конструкция регулирующего клапана типа «сопло-заслонка».

По существу типовая система управления, например, клапаном состоит из позиционера для управления пневматическим давлением привода, привода для управления открытием клапана и клапана для управления потоком жидкости.


Электропневматические позиционеры серии СС600 (https://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_cc600r.pdf ) используются для управления пневматическими приводами линейного и поворотного типа с помощью электрического контроллера или системы управления с аналоговым выходным сигналом постоянного тока диапазоном от 4 до 20 мА. Это одна из самых простых и распространенных версий позиционеров. Позиционерам не требуется внешнее питание 24 В, оно обеспечивается от сигнала управления 4…20 мА. Внешнее питание необходимо, только если есть потребность в выводе сигнала обратной связи 4…20 мА в систему верхнего уровня.

Настройка серии СС600 осуществляется механическим способом. Доступны исполнения для низких и высоких температур эксплуатации, взрывозащищённая версия, опция вывода сигнала обратной связи 4-20 мА.

 

SMART-позиционеры

Необходимы для управления запорной арматурой с более высокой точностью по заданному входному сигналу 4…20 мА. Модели позиционеров серий СС800/СС900 (https://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_cc800.pdf) используют высокопроизводительный процессор, обеспечивающий возможность самостоятельной настройки (автокалибровки), изменяемый вид характеристики (линейный, равнопроцентный, быстрое открытие, иные настройки).

Наличие встроенного дисплея позволяет производить визуальную диагностику, изменения настроек ПИД-регулирования, а опция HART-протокола расширяет возможность передачи данных о состоянии узла в систему управления. Опционально позиционер снабжается сигналом обратной связи 4-20мА, а также механическими или индуктивными датчиками конечных положений. По умолчанию во всех моделях установлены пневматические дроссели, позволяющие адаптировать расход воздуха позиционера под любой тип пневматического привода.

Смарт-позиционер получает входной сигнал 4-20 мА с внешнего задающего устройства, микропроцессор (ЦП) сравнивает входной сигнал с обратной связью положения через потенциометр и посылает управляющий сигнал на

сервомотор модуля преобразования «ток/давление», сервомотор преобразует его в пневматический сигнал привода пилотного клапана для управления открытием регулирующего клапана путем преобразования выходного давления OUT1 и OUT2.

В модификации СС820 применяется внешний резистивный датчик. Это позволяет применять позиционер, если управляемый элемент ТПА находится высоко или в труднодоступном месте, а также в жёстких условиях: при температурах выше 85 гр С, при высоких вибрациях.

Под крышкой смарт-позиционера серии СС800 находятся жидкокристаллический дисплей, кнопки управления, датчики конечных положений, клеммы для подключения входного управляющего сигнала и сигналов обратной связи и контакты реле «Авария».

Серия СС900 (https://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_cc900.pdf) имеет взрывонепроницаемый корпус, который состоит из двух несвязанных блоков. Таким образом, электрическая часть полностью изолирована от пневматической, исключая воздействие влажного сжатого воздуха на электронные компоненты. Степень защиты корпуса - IP66.

HART-протокол в некоторых случаях необходим для организации и подключения позиционера в промышленную сеть. В смарт-позиционерах серий СС800/СС900 применяется 7 версия HART-протокола. Функционал смарт-позиционеров реализуется посредством применения DD и DTM-драйверов через программное обеспечение, поддерживающее эти форматы, например, программы PACTware и FieldMate.

Посредством HART-протокола возможно считывание текущих реальных значений с позиционера: положение (%), управляющий сигнал (ток, %), скорость движения, ошибки, отклонения (%).

В смарт-позиционерах с HART-протоколом предусмотрена возможность проведения теста частичного хода – PST тест (Partial stroke testing). При проведении PST-теста можно менять следующие параметры:

  • выбор режима (выключено, по расписанию, ручной запуск);
  • стартовое положение;
  • целевые положения 1 и 2;
  • периодичность в расписании (от 1 до 365 дней);
  • допустимое отклонение стартового положения;
  • лимит времени хода от стартового до нового целевого положения (в секундах);
  • задержка до следующего перемещения.

В рамках проведенных PST-тестов возможен просмотр последних трёх результатов:

  • время хода (сек);
  • выход за пределы допустимого стартового положения;
  • таймаут по времени хода;
  • отсутствие перемещения клапана.

Реализована возможность построения графиков значения переменных в реальном времени.

При установке позиционера на поворотный привод одностороннего действия отверстие Выхода 2 нужно закрыть заглушкой, а отверстие Выхода 1 должно быть соединено с отверстием A привода одностороннего действия.

При установке позиционера на поворотный привод двустороннего действия отверстие Выхода 1 должно быть соединено с отверстием A привода двустороннего действия, отверстие Выхода 2 должно быть соединено с отверстием B.

При установке монтажного кронштейна и подключении рычага к соединительному штифту штока необходимо соблюдать следующие два условия:

Первое условие - при ходе клапана на 50% рычаг обратной связи должен находиться в горизонтальном положении.

Второе условие - при ходе клапана на 50% соединительный штифт штока (2) управляемого клапана должен быть расположен в положении, которое соответствует положению клапана (5).

Для линейных позиционеров фактический угол поворота рычага позиционера составляет 30° вверх и вниз относительно горизонта.

Если диапазон угла поворота слишком мал, то выполнение таких статических характеристик, как линейность, может ухудшиться.

Позиционеры относят к устройствам пропорционального регулирования, в которых реализована отрицательная обратная связь по положению, поэтому к ним применимы классические законы управления с помощью ПИД-регулятора. Задача ПИД-регулятора заключается в том, чтобы минимизировать динамическую и статическую ошибку привода с блоком позиционера, таким образом повысить качество управления потоками жидкостей и газов в разных технологических процессах.

Настройку параметров ПИД-регулятора можно провести как в автоматическом, так и в ручном режимах. Настройку в автоматическом режиме может провести любой технолог, необязательно быть специалистом по КИП. Также возможен тонкий (ручной) режим настройки ПИД-регулятора . В ручном режиме в СМАРТ-позиционерах можно настроить три коэффициента ПИД-регулятора (KP, KI, KD), когда рассогласование больше +/-1% от диапазона регулирования и дополнительно три коэффициента (GKP, GKI, GKD, которые существенно меньше предыдущих), когда разница сигналов задания и обратной связи по модулю меньше 1%:

В смарт-позиционерах также реализованы функции самодиагностики: определение положения конечной и нулевой точек, контроль уровня входного токового сигнала, контроль температуры окружающего воздуха, счётчик количества циклов срабатывания, диагностика повреждения внутренней памяти позиционера (EEPROM) и другие.

Более подробную информацию о характеристиках, настройке и эксплуатации позиционеров можно получить, обратившись к инженерам Камоцци, а также по ссылке https://youtu.be/JHs5FuEEwS4

Владимир Николаевич Илюхин,

руководитель Учебно-инженерной лаборатории

Учебно-научного центра Камоцци в г. Самаре

www.camozzi.ru

 Предыдущие статьи:

МАНИПУЛЯТОРЫ CAMOZZI В УПАКОВОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

НОВЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ФИТИНГОВ CAMOZZI

Камоцци Пневматика: пневмоприводы для управления массивными объектами

ПНЕВМОПРИВОДЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАССИВНЫМИ ОБЪЕКТАМИ

НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ КАМОЦЦИ: МАГИСТРАЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА СЖАТОГО ВОЗДУХА (ЧАСТЬ 1)

НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ КАМОЦЦИ: МАГИСТРАЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА СЖАТОГО ВОЗДУХА (ЧАСТЬ 2)

ПЛАСТИКОВЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРИМЕНЕНИЙ В ПНЕВМАТИКЕ

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ ПРИВОДАМИ НА БАЗЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ЛОГИКИ  (часть первая)

Построение системы управления пневматическими приводами на базе пневматической логики (часть вторая)

ЦИФРОВИЗАЦИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ. ПНЕВМООСТРОВА – ШИНЫ FIELDBUS

 

 

 

 

 

Comments
Only authorized usered can add comments.