費斯托為水廠和污水廠定制閉環控制方案
發布時間：2014-09-16 作者：www.xstr.xyz
氣動控制回路具有很高的成本效益，在優化過程方面，是一種行之有效的方法。越來越多的水廠和污水廠運營商看到了所帶來的這些利益。然而，不同應用場合需要采用何種程度的位置控制？如何為不同的應用場合選用最為合適的解決方案？經驗豐富的自動化專家為您綜述了以下幾點建議。
水廠和污水廠自動化中基本上有三個層面的閉環控制，典型的方法就是集成外部定位器，如Festo 定位控制器 CMSX。再上一層就是自動化平臺 CPX。有了自動化平臺，系統不再需要定位器。自動化平臺帶有CPX-CEC模塊，處理來自傳感器盒的電氣信號，并通過位于閥島上的三位五通閥控制氣動驅動器。
位于第三層面的是一套完整的一攬子解決方案，由一站式供貨的定位器和驅動器組成。這套方案由Festo 直線驅動器DFPI 參與執行，DFPI殼體內集成了定位器。
極高的性價比是外部定位器 CMSX 最吸引人的地方，通過模擬量信號可靈活確定過程閥的位置。
固定床濾池案例
下文將通過固定床濾池案例，為您詳述三個控制層面。一般情況下，控制一個固定床濾池需要五到八個過程閥。其中，最多三個閥采取閉環控制，其余的在打開/關閉模式下運作。
自動化平臺 CPX 靈活分散地將氣動元件和電氣元件組合： 與氣動閥島 MPA 和控制器 CPX-CEC 相連。
層面1：用于保持位置的經濟型控制器
水處理和污水處理廠自動化的第一層面，采用傳統外部定位器，例如經濟型定位器 CMSX，極高的性價比是其最吸引人的地方，通過模擬量信號可靈活確定過程閥的位置。
在閉環模式下，CMSX持續比較設定點信號和90°擺動驅動器的實際位置，從而能夠立即檢測到任何偏差并隨即校正。在標準型定位器中，其微型控制器持續顯示過程閥的當前位置，通過外部模擬量反饋信號同樣能夠獲取位置信息。斷電時，將過程閥定位到事先設定的安全位置，進而將原本無法估量的過程風險降到最低。
層面2：閥島方案中的定位器功能
在本地小型水廠中固定床濾池數量一般為2個，而在大型城市水廠中固定床濾池的數量多達48個以上。因此，所有自動化方案都應當靈活分散，同時組合氣動元件和電氣元件。分散式的自動化平臺 CPX 配有氣動閥島 MPA 以及控制器 CPX-CEC，事實證明其非常適用。
自動化平臺 CPX 本地控制氣動過程閥，處理來自終端位置開關、傳感器盒以及測量裝置的電氣信號，控制過濾回路，并建立與過程管理層的連接。每個固定床濾池都有各自的控制柜，控制柜中分散式自動化平臺與控制面板相集成。
自動化平臺 CPX 本地控制氣動過程閥，處理來自終端位置開關、傳感器盒以及測量裝置的電氣信號，控制過濾回路，并建立與過程管理層的連接。
在出現故障或斷電時，控制柜可進行手動操作，讓系統運行。氣動過程閥的閉環控制功能由兩部分組成：傳感器盒SRAP，帶有 4...20 mA 模擬量輸出，用于提供過程閥位置反饋；分散式集成自動化平臺 CPX，帶有閥島 MPA 和控制器 CPX-CEC，用于處理信號并控制驅動器。
控制柜內帶集成PLC自動化平臺的優勢
• 比起常規使用的定位器，對于氣源質量的要求得以降低。
• 電磁閥的流量大，即使是大規格驅動器也能實現快速運動和安全功能。
• 得益于手控操作，即使在斷電情況下，依然可以調節過程閥。
• 可通過控制柜直接調整閉環控制參數，水廠操作人員不必走到過程閥那里。
層面3：帶有閉環控制的直線驅動器
水廠和污水廠自動化技術中閉環控制任務的最高層面就是將閉環控制功能集成到驅動器中。這么做是因為閉環控制外部附件經常會造成很多不便：需要調節手柄系統；惡劣的環境會引起腐蝕；積灰會致使移動零件磨損。此外，在安裝和運行過程中，也容易對外部附件造成損傷。
完整的一攬子解決方案位于第三層面：由一站式供貨的定位器和驅動器組成。這套方案由Festo 直線驅動器
DFPI 參與執行，DFPI殼體內集成了定位器。
非常適用于戶外工作場合：用于閉環控制的系統元件全部集成在直線驅動器 DFPI的殼體內部。
相比之下，Festo DFPI 系列驅動器不再受這些問題困擾。用于閉環控制的系統元件全部集成在殼體內部。驅動器、位移編碼器、閥島和定位器被牢固地安裝在殼體內，比起模塊化系統有著更多的優點，例如：結構緊湊，堅固牢靠，適用于戶外應用場合。
從電氣技術轉而改用氣動技術
DFPI已被用于污水管道系統中雨水處理和貯存，這是個令人印象深刻的應用案例。光是在德國，就有將近45,000 個雨水池在運行，當暴雨襲擊時，可防止水廠遭受由污水排放造成的過度污染。
事實證明，在類似的惡劣環境下，改用氣缸DFPI 對雨水池進行過程控制更有益處，殼體能有效防止位置控制系統遭受腐蝕，同時隔絕潮濕環境。易于貯存壓縮空氣是其另一大優勢所在。這意味著斷電時可利用先前貯存的能量繼續執行一系列閘閥操作，也可將閘閥推進到設定位置。