作為流體(ti)精密計量與(yǔ)投加的理想(xiang)設備，計量泵(beng)如今已被廣(guang)泛地應用于(yu)包括制藥、食(shi)品飲料和石(shí)油化工行業(yè)在内的各個(ge)領域，在工藝(yi)過程擔負着(zhe)強腐蝕性、毒(du)害性、高粘性(xìng)和高壓介質(zhì)的計量添加(jia)任務。經過超(chāo)過半個世🙇🏻紀(jì)的實踐應用(yòng)和技術改進(jìn)，現在計量泵(bèng)已經進入其(qí)高速增長期(qī)。現在，成熟的(de)動力驅動方(fang)😄式和液體輸(shu)送端(泵頭)材(cái)料技術使得(de)新型計量泵(bèng)幾🔆乎可以完(wán)成輸送任何(hé)常規和特殊(shu)🈲介質的要求(qiu)，其工作壓力(li)♉和容量亦能(néng)滿足工業生(sheng)産的絕大多(duō)數要求。

　　随着(zhe)人們對生産(chǎn)工藝過程指(zhi)标和自動化(huà)程度要✂️求的(de)普遍提高，作(zuò)為化學藥劑(jì)計量和添加(jiā)環節的最終(zhong)執行機構，計(ji)量泵的㊙️安全(quán)性和可控制(zhi)性變得日益(yì)重🏃‍♂️要起來。石(shí)油化工等行(háng)業向來以生(shēng)産過程的高(gāo)度自👈動化而(er)著🌏稱，也是集(jí)散式、分布式(shì)和智能式計(ji)算機控制系(xì)統應用最廣(guang)泛的領域之(zhī)一，因而要求(qiu)與之相配套(tao)的執行器——計(ji)量泵亦要具(ju)備靈活多樣(yang)的控制模式(shì)，可以方便地(dì)與計算機系(xì)統構成各種(zhǒng)控制回路，實(shí)現更複雜更(gèng)精确的過程(cheng)控制。為順應(ying)這一新的趨(qu)勢，國🏃‍♂️際上著(zhe)名的計量泵(bèng)制🏃造商如德(de)國普羅名特(tè)💔公司在保證(zhèng)其産品傳統(tong)性能繼續領(ling)先世界的同(tong)時，借助😄于嵌(qian)入式微處理(li)器系統👅，将多(duō)種調節控制(zhì)功能和數據(ju)🔞通訊協議整(zhěng)合到計量泵(bèng)中，真正實現(xiàn)了從沖程頻(pín)率📐到沖程♊長(zhǎng)度的雙維調(diào)節，使其産品(pǐn)成為世界首(shǒu)創的💃🏻智能精(jīng)密計量泵。

　　二(èr)、計量泵的基(jī)本工作原理(lǐ)

　　衆所周知，計(jì)量泵主要由(yóu)動力驅動、流(liú)體輸送和調(diào)♋節控制三部(bu)分組成。動力(li)驅動裝置經(jing)由機械聯杆(gan)系統帶動流(liú)體輸送隔膜(mó)(活塞)實現往(wǎng)複運動：

　　隔膜(mó)(活塞)于沖程(cheng)的前半周将(jiang)被輸送流體(tǐ)吸入并🛀于後(hòu)半周将♍流體(tǐ)排出泵頭；所(suǒ)以，改變沖程(chéng)的往複運動(dong)頻率🔞或每一(yi)次往複運動(dòng)的沖程長度(du)即可達至調(diào)節流體輸送(song)量之目的。精(jing)密的加工精(jīng)度保證了每(mei)次泵出量進(jin)而㊙️實現被輸(shu)送介質的精(jing)密計量。因其(qí)動力驅動和(hé)流體輸送方(fāng)式的不同，計(jì)量泵可🎯以大(dà)緻劃分成柱(zhu)塞式和隔膜(mo)式兩大種類(lèi)。

　　2.1、柱塞式計量(liàng)泵

　　主要有普(pǔ)通有閥泵和(he)無閥泵兩種(zhong)。柱塞式計量(liàng)泵因其💃🏻結構(gou)簡單和耐高(gao)溫高壓等優(yōu)點而被廣泛(fàn)應用于石油(you)化工領域。針(zhēn)對高粘度介(jiè)質在高壓力(lì)工況下普㊙️通(tōng)柱塞泵的不(bu)足，一種無閥(fá)旋轉柱塞式(shì)計⭐量泵受到(dao)愈來愈多的(de)重視，被廣泛(fan)應用💔于糖漿(jiāng)、巧克力和石(shi)油✔️添加劑等(deng)高粘度介質(zhì)的計量添加(jia)。因🎯被計量介(jie)質和泵内潤(rùn)滑劑之間無(wu)法實現完🛀🏻全(quán)隔📞離這一結(jié)構性缺點，柱(zhu)塞式計量泵(bèng)在高防污染(ran)要求流體計(jì)量應用中🌍受(shòu)到諸多限制(zhi)。

　　2.2、隔膜式計量(liàng)泵

　　顧名思義(yi)，隔膜式計量(liang)泵利用特殊(shū)設計加工的(de)柔性🛀隔膜取(qǔ)代活塞，在驅(qu)動機構作用(yòng)下實現往複(fú)運動，完成吸(xi)🐉入-排出過♋程(cheng)。由于隔膜的(de)隔離作用，在(zài)結構上真正(zhèng)實現了被計(ji)量流體與驅(qu)動潤滑機構(gou)之間的隔離(lí)。高科技的🈚結(jié)構設計和新(xīn)型材👄料的選(xuan)用已經大大(da)提高了隔膜(mó)的使用壽命(mìng)，加上複合材(cai)料優異的耐(nài)腐蝕🔅特性，隔(ge)膜式計量泵(bèng)目前已經成(cheng)為♋流體計量(liang)應用中的主(zhǔ)力泵型。在隔(gé)🌍膜式計量泵(bèng)家族成員裡(li)，液力驅動式(shì)隔膜泵由于(yu)采用🙇‍♀️了液壓(yā)油均勻地驅(qū)動隔膜，克服(fú)♻️了機械直接(jiē)驅動方式下(xià)泵隔膜受力(lì)過分集中的(de)缺點，提升了(le)隔膜壽命和(he)工🤩作壓力上(shàng)限🧡。為了克服(fú)單隔膜式計(ji)量泵可能出(chu)現的因隔膜(mo)破損而造成(cheng)的工作故障(zhang)，有的計量泵(bèng)配🐅備了隔膜(mo)破損傳感器(qi)，實現隔膜🌂破(po)裂時🛀🏻自動連(lian)鎖保護；具有(yǒu)雙隔膜結構(gòu)泵頭的計量(liàng)進一步提高(gao)了其安全性(xìng)，适合對安全(quan)保護特🍓别敏(mǐn)感的應用場(chang)合。

　　作為隔膜(mó)式計量泵的(de)一種，電磁驅(qū)動式計量泵(beng)以電🏒磁鐵産(chǎn)☎️生脈動驅動(dong)力，省卻了電(diàn)機和變速機(ji)構，使得系統(tǒng)小巧緊湊💘，是(shì)小量程低壓(ya)計量泵的重(zhong)要分支。

　　現在(zai)，精密計量泵(bèng)技術已經非(fēi)常成熟，其流(liu)體計量輸送(song)能力最大可(kě)達0-100，000l/h，工作壓力(li)最高達4000 bar，工作(zuò)範圍覆蓋了(le)工業生産所(suo)有❓領域的要(yao)求。

　　三、計量泵(beng)的控制

　　計量(liang)泵每一次的(de)流體泵出量(liang)決定了其計(ji)量容量。在🌈一(yī)定的有效隔(gé)膜面積下，泵(bèng)的輸出流體(ti)的體積流量(liang)正比⛱️與沖📞程(cheng)長度L和沖程(cheng)頻率F：V∝A*F*L

　　在計量(liang)介質和工作(zuo)壓力确定情(qíng)況下，通過調(diào)節沖程長度(dù)✏️L和🤟沖🈚程頻率(lǜ)F即可實現對(duì)計量泵輸出(chu)的雙維調⚽節(jie)。

　　盡管沖程長(zhǎng)度和頻率都(dōu)可以作為調(diao)節變量，但在(zai)工☂️程應😍用中(zhōng)一般将沖程(cheng)長度視為粗(cu)調變量，沖程(chéng)頻率為細調(diao)變量：調♌節沖(chòng)程長度至一(yī)定值，然後通(tōng)過改變其頻(pin)率實現精細(xi)調節，增加調(diào)節的靈活性(xing)。在相對簡單(dān)的應用場合(hé)，亦可以手動(dòng)設置沖程長(zhang)度，僅将沖程(chéng)頻率作為調(diào)節變量，從而(ér)簡化系統配(pei)置。

　　3.1、常規模拟(nǐ)/開關信号調(diào)節方式

　　過程(chéng)控制應用中(zhong)廣泛采用0/4-20mA模(mó)拟電流信号(hào)作為傳感🏒器(qì)、控制器和執(zhi)行機構間信(xìn)号交換的标(biāo)準，具有外控(kòng)功能⭐的計量(liàng)泵亦主☔要采(cai)用這種方式(shi)，實現對沖程(cheng)頻率和沖程(cheng)頻率的外部(bù)調節。

　　位置式(shi)伺服機構是(shì)實現沖程長(zhǎng)度調節的最(zuì)普遍方法。一(yi)體化的伺服(fu)機構被設計(ji)成能夠直接(jie)接受來自調(diao)節器或🔞計算(suàn)♻️機的0/4-20mA控制信(xìn)号，從而自動(dòng)調節沖程長(zhang)👌度在0-100%範圍内(nei)變化。

　　相對而(ér)言實現沖程(chéng)頻率調節的(de)方法比較多(duō)樣，主要有💋變(bian)頻電機控制(zhi)和直接繼電(diàn)觸點控制兩(liǎng)種。經由0/4-20mA電👅流(liú)信号控制的(de)變頻調速器(qi)驅動計量泵(beng)電動機按所(suo)需速度運行(hang)，從而實現沖(chong)程頻☁️率的調(diào)節。對于電磁(cí)驅動和部分(fen)電機驅動的(de)計量泵，亦可(kě)以利用外部(bu)觸點信号來(lai)調節沖程頻(pin)率。

　　3.2、基地式控(kòng)制方式

　　在某(mǒu)些特殊場合(he)，如ph值調節，計(jì)量泵作為執(zhí)行器，在調💃節(jiē)器的控制下(xià)添加酸或堿(jian)。為簡化系統(tong)配置和提高(gāo)可靠性，以微(wei)處理器為核(hé)心的嵌入式(shi)控制系統被(bei)直接集成到(dao)計量泵内，如(ru)此隻需🔞外接(jie)一支pH傳感器(qì)，即可構成完(wan)整的調節系(xi)統。這種基地(di)式智能計量(liang)泵概念也适(shi)用于控制其(qí)它工藝參數(shu)，如氧化還原(yuan)電位(ORP)和餘氯(lü)濃度調節等(děng)應用場合。

　　3.3、設(she)定程序式控(kòng)制

　　由于内部(bù)集成了微處(chù)理計算機，一(yī)些計量泵産(chan)品的💋調🚩控性(xìng)能和操作性(xing)能得到了充(chōng)分提升，在跟(gēn)随🔆外部控制(zhì)命令實現實(shi)時計量流量(liàng)調節之外，還(hai)具有定量添(tiān)加，時間序列(lie)觸發程序式(shì)添加，事件序(xù)列觸發程序(xù)式添加，時間(jian)-事件混合觸(chù)發程序式添(tian)加💁和自動校(xiao)正等多種工(gong)作🌐模式，并可(ke)以提供以泵(bèng)出流體總量(liàng)，剩🌈餘沖程次(ci)數和待輸送(sòng)流體容量，設(shè)定沖程長度(du)和其它相關(guān)的計量泵工(gōng)作參數等有(you)用😄信♊息。

　　時間(jiān)序列觸發程(chéng)序式工作方(fāng)式令計量泵(bèng)完全依據🔞實(shi)🌈時時鐘，按預(yù)先規劃的任(ren)務清單，在指(zhi)定時刻按設(she)定的沖程次(ci)數或時間定(ding)量添加工作(zuò)介質，時間可(ke)以以每小時(shí)，天，工作日，公(gong)休日，一周和(he)二周為周期(qi)靈活設定；而(ér)事件序列觸(chu)發程序式工(gōng)作方式令計(ji)量泵完全依(yi)據實時觸發(fā)事件，按預先(xian)規劃的任務(wu)清單，在特定(ding)事件發生時(shi)(觸點輸入)按(àn)設定的沖程(chéng)次數或時間(jiān)定量添加工(gong)作介質。以上(shang)兩種方式可(kě)以有機混合(he)，完🍓成更複雜(zá)的時間🛀-事⚽件(jian)混合觸發工(gong)作模🌈式。最多(duō)可設定81個事(shi)件。

　　一個簡單(dān)的例子是冷(lěng)卻塔循環水(shui)消毒滅藻系(xi)統。消毒劑☔以(yǐ)特定濃度根(gēn)據補充水流(liu)量比例添加(jia)；并按工藝要(yao)求，在比例💯添(tiān)加過程當中(zhong)，每周還應脈(mo)沖式大劑量(liang)添加一次消(xiāo)毒劑(如設定(dìng)在👣周五12-04時)，并(bìng)要💜求此時暫(zan)停比例添🆚加(jia)作用。整🏒個編(biān)程十分簡捷(jie)，令複雜多變(biàn)的流體添加(jia)任務得以輕(qīng)松而精确地(dì)實🐅現。

　　3.4、現場總(zǒng)線ProFibus控制方式(shi)

　　在石油化工(gōng)等大規模高(gao)自動化成度(dù)的應用場合(he)，利用數㊙️字通(tong)訊協議進行(háng)自動化設備(bèi)之間數據的(de)高速💰傳輸進(jìn)而組成網絡(luò)式控制系統(tong)，容量大，可靠(kao)性高，已成為(wei)發展的主流(liu)。繼二十世紀(jì)九十年代初(chū)被納入德國(guó)DIN标準後，現場(chǎng)總線ProFibus于九十(shí)年代末又成(cheng)為歐洲标準(zhǔn)(EN50170)，在世界範圍(wei)内得到廣泛(fan)采用，已成為(wei)現場總線技(jì)術中代表性(xing)協議之一。

　　現(xian)場總線ProFibus由三(sān)種形勢組成(cheng)。ProFibus-DP，ProFibus-PA和ProFibus-FMS。其中ProFibus-DP(Decentralized Periphery)定義(yì)為分散型外(wài)圍設備現場(chǎng)總線，系專門(mén)為過程控制(zhi)系統與分散(san)的外圍設備(bèi)之間高速數(shù)據信息交換(huan)而設計的🏃‍♀️。其(qí)傳輸🚶介質為(wéi)雙絞線或光(guāng)纖聯接的㊙️RS485傳(chuan)輸制式，波特(tè)率9.6-12Mb/s，系統構成(chéng)成本💜低，高速(su)可靠。

　　現場總(zong)線ProFibus指令集精(jing)簡凝練，編程(chéng)非常方便。具(jù)有現場總線(xian)ProFibus通訊功能的(de)計量泵，在具(jù)有所有手動(dong)調節功能的(de)同時，可以方(fang)便地溶入高(gao)級的如⚽集散(sàn)式計算機控(kòng)制系統中，使(shi)其各種功能(néng)得以🔴更充分(fèn)地🔞發揮，已經(jīng)成為現代精(jing)密計量泵的(de)佼佼者。普羅(luó)名特🌈公司計(ji)量泵家族中(zhōng)即有三大系(xi)列數十個型(xíng)号的産品配(pei)置了現場總(zong)線功能。

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