Las válvulas neumáticas se utilizan ampliamente en diversas producciones industriales, como eléctricas, mecánicas, hidroeléctricas, petroquímicas, etc. Los métodos de control tradicionales de las válvulas neumáticas tienen muchas desventajas, como altos costos de control y problemas de seguridad fáciles de causar. Por lo tanto, Jinghua Flow propone la utilidad mejorada de la tecnología fieldbus que puede mejorar la estabilidad general del control y reducir los costos de control.

1 Métodos y sistemas de control tradicionales de control de válvulas neumáticas

El control de interruptor tradicional de la válvula neumática adopta principalmente control local y control remoto. Cuando los requisitos de automatización no son estrictos, se utiliza principalmente el método de control local. Al realizar el control local, el técnico opera los botones de control relevantes para realizar el encendido y apagado de la bobina de la válvula solenoide, y la válvula solenoide también realiza la inversión, de modo que el cilindro comienza a moverse. Finalmente realizar la apertura o cierre de la válvula. El técnico juzga el estado del interruptor de la válvula principalmente por la luz indicadora alrededor del botón del interruptor. Con la mejora continua del nivel de automatización, los requisitos para la automatización del control de válvulas neumáticas son cada vez más exigentes, y la aplicación de métodos de control remoto se está generalizando gradualmente. En el control remoto temprano, los técnicos se encuentran principalmente en la sala de control remoto, utilizando algunos equipos de control remoto como controladores programables para controlar. La señal de control del interruptor de la válvula enviada por la sala de control remoto pasa a través del cable de transmisión a la posición de la válvula neumática remota, que realiza el control on-off de la válvula. El técnico juzga que el estado de encendido y apagado de la válvula es consistente con la operación local, que está determinada por la luz indicadora alrededor del botón del interruptor.

Los métodos de conexión de los sistemas tradicionales de control de válvulas son casi siempre conexiones físicas uno a uno, punto a punto, que requieren la instalación de una gran cantidad de cables de transmisión y equipos de conexión, y si la cantidad de válvulas es muy grande Se requiere una gran cantidad de dispositivos de interfaz, lo que da como resultado un fuerte aumento del costo de todo el sistema de válvulas. Además, la transmisión de señales de control son señales analógicas estándar. Cuando se produce el control remoto de la transmisión de larga distancia, una vez que se produce una fuente de interferencia de señal, la válvula se controlará incorrectamente o se descontrolará, lo que reduce en gran medida la estabilidad y fiabilidad de todo el sistema de control. Además, la precisión de control del sistema de control tradicional no es alta, la realización del intercambio de información es difícil, por lo que no se puede realizar la transmisión de información a distancia ultralarga. Aunque el sistema de control DCS posterior utiliza una estructura en capas para resolver algunas de las deficiencias del control uno a uno y se da cuenta de la mezcla de señales digitales y analógicas, todavía no puede resolver completamente los problemas causados por la señal analógica en sí misma y seguirá liderando a la existencia de peligros ocultos del control de válvulas ya que los productos de cada fabricante tienen sus propias características y no pueden ser universales.

2 Características del sistema de control de la tecnología de bus de campo

La tecnología Fieldbus es un nuevo tipo de tecnología de control de automatización que se ha desarrollado rápidamente en los últimos diez años. Integra informática, tecnología de comunicación y tecnología de control, que promueve directamente la aparición de los sistemas de control FCS (Field Control System). La tecnología Fieldbus rompe la conexión física tradicional de uno a uno, punto a punto, y es una revolución digital en la comunicación de dispositivos industriales a nivel de campo. La aplicación de la tecnología de bus de campo hace que la conexión entre el sistema de control de válvulas y el control del equipo de válvulas sea más simple y conveniente. En comparación con el sistema de control de señales analógicas de control local tradicional y control remoto, el sistema de control de válvulas basado en la tecnología de bus de campo tiene ventajas muy significativas.

2.1 Estructura simple y bajo costo de desarrollo

El sistema de control de bus de campo puede realizar medios de control de un punto a multipunto, lo que puede garantizar que un montón de líneas estén conectadas a varios dispositivos y que las señales digitales se transmitan en ambas direcciones. Este método de conexión rompe con el método tradicional de conexión punto a punto y los problemas existentes en la salida de señal analógica, lo que ahorra mucho cableado y espacio, reduce los puntos de cableado, reduce los factores antiinterferentes y hace que la instalación y el mantenimiento sean muy convenientes. La intercomunicación entre varios dispositivos se puede realizar utilizando solo dos cables y cuatro cables.

2.2 Excelente estabilidad

La tecnología de bus de campo se utiliza para controlar la válvula neumática y las señales de salida son todas señales digitales. Puede reducir efectivamente la pérdida de señal en el proceso de conversión y mejorar en gran medida la capacidad antiinterferente. Debido a las características de la propia señal digital, la calidad de la transmisión de la señal también es muy estable. Al mismo tiempo, también reduce el uso de muchos equipos auxiliares, lo que puede reducir efectivamente la probabilidad de control manual de válvulas neumáticas.

2.3 Operación simple y mantenimiento conveniente

El uso de la tecnología de bus de campo realiza las funciones de comunicación bidireccional y transmisión de señal bidireccional. Los técnicos no solo pueden realizar la calibración del número de serie correspondiente, el ajuste de parámetros y la configuración de funciones en el dispositivo de válvula del campo de control de la válvula neumática en la sala de control, sino que también pueden observar en tiempo real El estado de funcionamiento de la válvula en el sitio facilita el mantenimiento del equipo . Al mismo tiempo, se puede realizar el diagnóstico y el control de programación remota, y el estado de la válvula se puede detectar en tiempo real. Una vez que ocurre cualquier problema, se puede realizar el autodiagnóstico y luego se puede realizar la consulta de control remoto a través de la programación remota para resolver la falla.

3 Análisis de ejemplo de control de válvula neumática basado en tecnología de bus de campo

La tecnología de bus de campo se utiliza generalmente para el control de válvulas a escala de grupo, y cada grupo de válvulas se denomina isla de válvulas. A continuación se presenta un ejemplo del uso de la tecnología de bus de campo para controlar válvulas neumáticas cuando un instituto de investigación está llevando a cabo el transporte de materiales. El diagrama del sistema se muestra en la Figura 1.

Figura 1 Diagrama del sistema de control con tecnología de bus de campo

Como se muestra en la Figura 1, la estructura principal de este sistema de control incluye la máquina de control maestro de PC, PLC y tecnología de bus de campo. La máquina de control maestro de PC utiliza una computadora de control industrial, el PLC usa la serie Siemens S7-300, que es una de PC y PLC. La conexión de comunicación entre los dos se completa a través de Ethernet, y el medio de comunicación es Categoría 5 UTP. La tecnología Fieldbus utiliza el protocolo PROFIBUS-DP para conectar el PLC y el equipo de control local, y la tasa de salida máxima puede alcanzar los 12 Mbps. El control de válvulas en el sitio se basa en una isla de válvulas inteligente basada en FESTO CPV10, que está conectada con una interfaz de bus de campo y está equipada con botones de operación en el sitio, luces indicadoras y módulos de información de retroalimentación de posición de la válvula.

Combinando el efecto del sistema para controlar la válvula neumática y la situación real de toda la operación del proyecto, se puede encontrar que la aplicación de la tecnología fieldbus tiene ventajas muy significativas, reduciendo en gran medida el número de cables de transmisión y otros materiales de montaje como Tuberías, vigas y perfiles de acero La cantidad de uso también ha disminuido. La reducción en el uso de materiales y equipos de ingeniería ha acortado el período de construcción para la implementación del sistema, reduciendo aún más el costo total de fabricación. Al mismo tiempo, el proceso de depuración es muy sencillo. Siempre que la comunicación de bus de campo esté activada, se puede realizar la depuración neumática de la válvula. El sistema de control tiene una transmisión de señal estable durante la operación de control, una fuerte capacidad antiinterferente y sin condiciones de control incorrecto o fuera de control de la válvula neumática. El fortalecimiento adicional de las instrucciones y funciones de control puede facilitar la depuración y el mantenimiento del sistema de proceso.

4. Conclusión

La tecnología Fieldbus se aplica al control de válvulas neumáticas. No es apto para todas las ocasiones. Por lo general, el bus de campo se utiliza para válvulas controladas por grupo, lo que puede reducir de manera efectiva la cantidad de cableado y garantizar la confiabilidad del funcionamiento del sistema. Sin embargo, para algunas ocasiones con pocas válvulas en disposición dispersa, no es aplicable, porque el costo de la interfaz de bus de campo es mucho más alto que el de los cables ordinarios. Por lo tanto, cuando se utiliza la tecnología de bus de campo para controlar la válvula, es necesario distinguir la ocasión y elegir el método de control más económico.