本發(fā)明涉及流程工業(yè)領(lǐng)域的流體定比投加技術(shù)，具體是一種DCS環(huán)境下采用數(shù)字變頻控制器檢測(cè)和調(diào)節(jié)流量的方法。
背景技術(shù)：
：計(jì)量泵分為柱塞計(jì)量泵和隔膜計(jì)量泵。柱塞計(jì)量泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因柱塞由金屬材料制成，所以無(wú)防腐功能。隔膜計(jì)量泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但由于隔膜由防腐材料制成，因此有防腐功能。下面以隔膜計(jì)量泵為例，簡(jiǎn)要介紹傳統(tǒng)的工業(yè)計(jì)量泵結(jié)構(gòu)和工作原理。如圖1所示，三相異步電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸通過(guò)蝸桿2與蝸輪3組成的減速機(jī)構(gòu)減速換向，蝸輪3帶動(dòng)曲柄4同步旋轉(zhuǎn)，曲柄4通過(guò)連桿5帶動(dòng)隔膜6做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng),一個(gè)沖程的容積變化量ΔV用圖1中虛線包圍的區(qū)域9表示。隔膜6右移，隔膜腔10容積增大，在負(fù)壓作用下，入口球閥7打開.，出口球閥11關(guān)閉，從而將待加流體從容器吸入隔膜腔；隔膜6左移，隔膜腔容積減小，在正壓作用下，入口閥7關(guān)閉，出口閥11打開，從而將隔膜腔內(nèi)的流體排出。隔膜及隔膜腔由防腐性專用材料制成，球閥由耐磨性防腐材料制成。傳統(tǒng)計(jì)量泵通過(guò)安裝在外部的機(jī)械式手輪來(lái)調(diào)節(jié)曲柄4的長(zhǎng)度，以達(dá)到調(diào)節(jié)隔膜行程，從而調(diào)節(jié)流量目的。然而，很多石油化工企業(yè)和水處理現(xiàn)場(chǎng)，存在強(qiáng)堿、強(qiáng)酸和有毒氣體，不便人工操作。為了對(duì)計(jì)量泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)與檢測(cè)，通常采用通用變頻器和流量檢測(cè)儀表構(gòu)成應(yīng)用方案，如圖2所示，該方案需要兩對(duì)4～20mA信號(hào)電纜，對(duì)于強(qiáng)堿、強(qiáng)酸等腐蝕性液體，普通的流量檢測(cè)儀表不能使用，而防腐型流量檢測(cè)儀表價(jià)格昂貴。采用工業(yè)計(jì)量泵專用數(shù)字變頻控制器可替代人工手輪操作而實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)并簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)。但現(xiàn)有的數(shù)字變頻控制器只能單機(jī)使用，不能與DCS連接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化操作。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種DCS環(huán)境下采用數(shù)字變頻控制器檢測(cè)和調(diào)節(jié)流量的方法，包括如下步驟：(1)將數(shù)字變頻控制器的工作頻率分別設(shè)為30，40及50Hz，流量顯示穩(wěn)定后，計(jì)錄相應(yīng)的流量Q30，Q40，Q50；(2)設(shè)DCS當(dāng)前控制電流為IDCS(k)，則當(dāng)前時(shí)刻DCS顯示流量可按下式計(jì)算：(3)累積量按下式計(jì)算：AccQ(K+1)＝AccQ(K)+QDCS(k)·TDCSTDCS為DCS計(jì)算周期或采樣周期，單位應(yīng)換算為小時(shí)；(4)通過(guò)當(dāng)前控制電流檢測(cè)獲得流量，并通過(guò)對(duì)控制電流的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)流量。進(jìn)一步的，DCS工作站按如下方式獲得電流信號(hào)：DCS模擬輸出模塊將輸出電流值通過(guò)數(shù)據(jù)總線反饋給監(jiān)控工作站。進(jìn)一步的，DCS工作站按如下方式獲得電流信號(hào)：將DCS模塊的4～20mA輸出、DCS模擬輸入和數(shù)字變頻控制器的模擬輸入組成串聯(lián)回路，再由AD采集模塊將電流值反饋給監(jiān)控工作站。基于工業(yè)計(jì)量泵專用數(shù)字變頻控制器，本發(fā)明提供了一種DCS環(huán)境下同時(shí)檢測(cè)和調(diào)節(jié)流量技術(shù)，需一對(duì)4～20mA信號(hào)電纜與DCS連接，即可同時(shí)完成流量的檢測(cè)與調(diào)節(jié)，從而節(jié)省電纜和施工成本，還可省去高成本的流量檢測(cè)儀表。本發(fā)明將目前單機(jī)使用的工業(yè)計(jì)量泵專用數(shù)字變頻控制器拓展到DCS(集散控制系統(tǒng))的系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。附圖說(shuō)明圖1是工業(yè)隔膜計(jì)量泵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中各附圖標(biāo)記含義：1—三相異步電機(jī)，2—蝸桿，3—蝸輪，4—曲柄，5—連桿，6—隔膜，7—入口閥，8—入口閥球，9—每個(gè)沖程隔膜腔容積變化量ΔV，10—隔膜腔，11—出口閥，12—出口閥球。圖2是傳統(tǒng)的計(jì)量泵流量調(diào)節(jié)與控制方法示意圖；圖3是電流信號(hào)通過(guò)DataBus反饋到DCS工作站的示意圖；圖4是數(shù)字變頻控制器與DCS模擬輸入、輸出相串聯(lián)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。在工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，檢測(cè)流量的目的通常是為了控制流量，由于數(shù)字變頻控制器將流量的檢測(cè)與控制合二為一，因此，從DCS的角度來(lái)說(shuō)，可通過(guò)4～20mA電流信號(hào)調(diào)節(jié)流量。從數(shù)字變頻控制器的角度來(lái)說(shuō)，可跟蹤來(lái)自DCS的4～20mA電流信號(hào)，將流量自動(dòng)調(diào)節(jié)到相應(yīng)的值。本發(fā)明基于這一原理給出一種數(shù)字變頻控制器在DCS中的應(yīng)用方法，具體過(guò)程如下：1.按照工業(yè)計(jì)量泵數(shù)字變頻控制器操作手冊(cè)進(jìn)行標(biāo)定。2.標(biāo)定好后，將數(shù)字變頻控制器設(shè)定為“定頻”模式，具體操作見數(shù)字變頻控制器操作手冊(cè)。3.將變頻器頻率分別設(shè)為30，40及50Hz，流量顯示穩(wěn)定后，在下表中計(jì)錄相應(yīng)的流量Q30，Q40，Q50。頻率/Hz304050流量/L/HQ30Q40Q50設(shè)DCS當(dāng)前控制電流為IDCS(k)，則當(dāng)前時(shí)刻DCS顯示流量可按下式計(jì)算累積量AccQ(K+1)＝AccQ(K)+QDCS(k)·TDCS，TDCS為DCS計(jì)算周期或采樣周期，單位應(yīng)換算為小時(shí)。4.DCS完成組態(tài)后，正常工作前將數(shù)字變頻控制器設(shè)定為“信號(hào)”模式，即可跟蹤4～20mA電流信號(hào)對(duì)流量進(jìn)行控制，具體過(guò)程為：通過(guò)當(dāng)前控制電流獲得流量，通過(guò)對(duì)控制電流的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)流量。DCS監(jiān)控工作站可按下列方式之一獲得電流信號(hào)：1.如圖3所示，DCS模擬輸出模塊將輸出電流值通過(guò)數(shù)據(jù)總線反饋給監(jiān)控工作站。2.如圖4所示，將DCS模塊的4～20mA輸出、DCS模擬輸入和數(shù)字變頻控制器的模擬輸入組成串聯(lián)回路，再由AD采集模塊將電流值反饋給監(jiān)控工作站。無(wú)論采用哪種方案，由于數(shù)字變頻控制器將流量的檢測(cè)與控制功能合二為一，因此，只須一對(duì)模擬線路就可完成流量的控制與檢測(cè)，與傳統(tǒng)的流量計(jì)+變頻器的方案相比，可節(jié)省一對(duì)電纜繩，從而降低施工成本。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3