作為流體(ti)精密計量與(yǔ)投加的理想(xiǎng)設備，計量泵(bèng)如今已被廣(guǎng)泛地應用于(yu)包括制藥、食(shi)品飲料和石(shí)油化工行🈚業(ye)在内的各個(ge)領域，在工藝(yì)過程擔負着(zhe)強腐蝕性、毒(dú)害性、高粘性(xìng)和高壓介質(zhi)的計量添加(jia)任務。經㊙️過超(chao)過🥰半個世紀(ji)的實踐應用(yòng)和技術改進(jìn)，現在計量泵(beng)已經進入其(qi)高速增長期(qī)。現在，成熟的(de)動力驅動方(fāng)式和液體輸(shū)🈲送端(泵頭)材(cai)料技術使得(dé)📐新型計量泵(beng)幾乎可以完(wán)成輸💃🏻送任何(he)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(chan)工藝過程指(zhi)标和自動化(hua)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(quan)性和可控制(zhì)性變得日益(yì)重要起來。石(shi)油化工等行(háng)業向來以生(sheng)産過程的高(gāo)度自動化而(ér)著㊙️稱，也是集(jí)散式、分布式(shi)和智能式計(jì)算機控制系(xi)統應用最廣(guǎng)泛的領☂️域之(zhi)一，因而🐪要求(qiú)與之相🚶‍♀️配套(tao)的執行器——計(ji)量泵亦要具(jù)備靈活多樣(yang)的控制模式(shì)，可以方便地(di)與計算機系(xi)統構成😍各種(zhǒng)控制回路，實(shi)現更複雜更(geng)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(beng)制造商⚽如德(dé)國普羅名特(te)公司在保證(zheng)其産品傳統(tong)性能繼🥵續領(ling)先世界的同(tóng)時，借助于嵌(qian)入式微處理(lǐ)器系統‼️，将多(duō)種調節控制(zhi)功能和數據(jù)🈲通🐆訊協議整(zheng)合到計量泵(beng)中，真正實現(xiàn)了從沖程頻(pín)率到沖程長(zhǎng)度的雙維調(diao)節，使其産品(pin)成為世界首(shou)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(ji)量泵主要由(you)動力驅動、流(liu)體輸送和調(diao)節控制三部(bù)分組成。動力(li)驅動裝置經(jing)由機械聯杆(gan)系統帶動流(liu)體輸送隔膜(mó)(活塞)實現往(wang)複運動：

　　隔膜(mó)(活塞)于沖程(cheng)的前半周将(jiāng)被輸送流體(tǐ)吸入并☔于✊後(hou)半周将流體(ti)排出泵頭；所(suǒ)以，改變沖程(chéng)的往複運動(dong)頻率或每🔴一(yī)次往複運動(dong)的沖程長度(dù)即可達至調(diao)節流體輸送(song)量之目的。精(jing)密的加工精(jīng)度保證了每(měi)次泵出量進(jìn)而🌐實現被輸(shū)送介質的精(jīng)密計量。因其(qí)動力驅動和(hé)流體輸👈送方(fang)式的不同，計(ji)量泵可以大(da)緻劃分🈲成柱(zhù)塞式和隔膜(mó)式兩大種類(lei)。

　　2.1、柱塞式計量(liang)泵

　　主要有普(pǔ)通有閥泵和(he)無閥泵兩種(zhǒng)。柱塞式計量(liang)泵因其🙇‍♀️結📱構(gou)簡單和耐高(gāo)溫高壓等優(you)點而被廣泛(fan)應用于🐅石油(yóu)化工🐪領域。針(zhen)對🚶‍♀️高粘度介(jie)質在高壓力(li)工況下普🔆通(tōng)柱塞泵的不(bu)足，一種無閥(fa)旋轉柱塞式(shi)計量泵受到(dào)愈來愈多的(de)重視，被廣泛(fàn)應用于糖漿(jiang)、巧克力和石(shí)油添加劑等(děng)高粘度介質(zhi)的計量添加(jia)。因🥰被計量介(jiè)質和泵内潤(run)滑劑之🌏間無(wu)法實現完全(quan)隔離這一結(jie)構性缺點，柱(zhu)塞🌈式計量泵(beng)在高防污染(ran)要求流體計(ji)量應用中受(shòu)到諸多限制(zhì)。

　　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(shu)設計加工的(de)柔性✌️隔膜取(qu)📧代活塞，在驅(qū)動機構作用(yong)下實現往複(fu)運動，完成吸(xī)入-排出過🏒程(cheng)。由于隔膜的(de)隔離作用，在(zài)結構上真🌏正(zheng)實現了被計(jì)🐕量流體💁與驅(qu)動潤滑機構(gòu)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(cái)料優異的耐(nài)腐蝕特性，隔(gé)膜式計♌量泵(bèng)目前已經成(chéng)為流體計量(liàng)應用中的主(zhu)力泵型。在隔(gé)膜式計量泵(beng)家族📱成員裡(li)，液力驅動式(shì)隔膜泵由于(yú)采用了液壓(yā)油均勻地驅(qū)動隔膜，克服(fu)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(hé)工作壓力上(shàng)限🈲。為了克服(fu)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(zhàng)，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(lián)鎖保護；具有(yǒu)雙隔膜結構(gou)泵頭的計量(liàng)進一步提高(gāo)了其安全性(xìng)，适合對安全(quán)保護特别敏(mǐn)感的應用場(chang)合。

　　作為隔膜(mo)式計量泵的(de)一種，電磁驅(qū)動式計量泵(bèng)以電♊磁鐵🙇🏻産(chan)生脈動驅動(dong)力，省卻了電(dian)機和變速機(jī)構，使得系統(tǒng)小巧緊湊，是(shi)小🙇‍♀️量程低壓(ya)計量泵的重(zhong)要分支。

　　現在(zai)，精密計量泵(beng)技術已經非(fēi)常成熟，其流(liu)體計量🌂輸🛀送(sòng)能力😘最大可(kě)達0-100，000l/h，工作壓力(lì)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(yào)求。

　　三、計量泵(bèng)的控制

　　計量(liàng)泵每一次的(de)流體泵出量(liàng)決定了其計(jì)量容量。在一(yi)🔞定的有效隔(ge)膜面積下，泵(beng)的輸出流體(tǐ)的體積💘流量(liàng)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(qing)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(jiē)。

　　盡管沖程長(zhang)度和頻率都(dou)可以作為調(diao)節變量，但在(zài)工程🧑🏾‍🤝‍🧑🏼應用中(zhōng)一般将沖程(chéng)長度視為粗(cū)調變量，沖程(chéng)頻率🈲為細調(diao)變量：調🍉節沖(chòng)程長度至一(yi)定值，然後通(tong)過改變🔞其頻(pin)率實現精細(xi)調節，增加調(diào)節的靈活性(xìng)。在相對簡單(dān)的應用場合(he)，亦可以手動(dòng)設置沖程長(zhǎng)度，僅将沖程(cheng)頻率作為調(diao)節變量，從而(ér)簡化系統配(pèi)🐉置。

　　3.1、常規模拟(nǐ)/開關信号調(diao)節方式

　　過程(cheng)控制應用中(zhōng)廣泛采用0/4-20mA模(mo)拟電流信号(hào)作為傳感👈器(qì)、控制器和執(zhí)行機構間信(xìn)号交換的标(biao)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(chéng)頻率☀️的外部(bu)調節。

　　位置式(shi)伺服機構是(shì)實現沖程長(zhang)度調節的最(zuì)普遍方法。一(yi)💜體化的伺服(fú)機構被設計(ji)成能夠直接(jiē)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(dong)調節沖程長(zhǎng)度在0-100%範圍内(nèi)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(dian)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(qì)驅動計量泵(bèng)電動機按所(suo)需速度運行(háng)，從而實現沖(chòng)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(lái)調節沖程頻(pin)率。

　　3.2、基地式控(kong)制方式

　　在某(mǒu)些特殊場合(he)，如ph值調節，計(ji)量泵作為執(zhí)行器，在調節(jie)器的控制下(xià)添加酸或堿(jian)。為簡化系統(tǒng)配置和提高(gāo)可靠性，以微(wēi)處理器為核(he)心的嵌入式(shi)控制系統被(bèi)直接集成到(dào)計量泵内，如(rú)此隻需外接(jie)一支pH傳感器(qì)，即可構成完(wan)整的調節系(xì)統。這種基地(dì)式智能計量(liang)泵概念也适(shi)用于控制其(qí)它工藝參數(shù)，如氧化還原(yuán)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(kong)制

　　由于内部(bu)集成了微處(chu)理計算機，一(yi)些計量泵産(chan)品的調控性(xing)能和操作性(xìng)能得到了充(chong)分提升，在跟(gen)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(liè)觸發程序式(shi)添加，事件序(xù)列🌏觸發程序(xu)式添加，時間(jiān)-事件混合觸(chu)發程序式添(tiān)加🌍和自動校(xiao)正等多種工(gong)作模式，并可(ke)以🌐提供以泵(beng)出流體總量(liang)，剩♈餘沖程次(ci)數和待輸送(sòng)流體容量👣，設(shè)定沖程長度(dù)和其它🔞相關(guan)的♉計量泵工(gong)🐇作參數等有(you)用🙇‍♀️信💋息。

　　時間(jiān)序列觸發程(cheng)序式工作方(fang)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(shè)定的沖程次(ci)數或時間定(ding)量添加工作(zuo)介質，時間可(ke)以以每小🌏時(shí)，天，工作日，公(gōng)休日，一周和(hé)二周為周期(qi)靈活設定；而(ér)事件序列觸(chù)發程序式工(gong)作方式🚩令計(ji)量泵完全依(yī)據實時觸發(fa)事件，按預先(xian)規劃的任務(wu)清單，在特定(ding)事件發生時(shí)(觸點輸入)按(àn)設定的沖程(chéng)次數或時間(jian)定量添💜加工(gong)作介質。以上(shang)兩種方式可(ke)以有機混合(he)，完🚶成更複雜(zá)的時間-事件(jian)混合觸發工(gōng)作模式。最多(duō)可設定81個事(shi)🎯件。

　　一個簡單(dan)的例子是冷(leng)卻塔循環水(shuǐ)消毒滅藻系(xì)統。消毒劑🤩以(yi)特定濃度根(gēn)據補充水流(liu)量比例添加(jia)；并按工藝要(yào)求，在比例添(tiān)加🌈過程當中(zhong)，每周還應脈(mò)沖式大劑🔴量(liàng)添加一次消(xiao)⛱️毒劑(如設定(ding)在🔞周五12-08時)，并(bing)要求此時暫(zan)停比例添加(jiā)作用。整💚個編(biān)程十❤️分簡捷(jié)，令🆚複雜多變(bian)的流體添加(jia)任務得以輕(qīng)松📱而精确地(di)實🌐現。

　　3.4、現場總(zong)線ProFibus控制方式(shì)

　　在石油化工(gong)等大規模高(gao)自動化成度(du)的應用場合(hé)，利用數字🌈通(tōng)☁️訊協議進行(háng)自動化設備(bèi)之間數據的(de)高速傳輸進(jin)而組成網絡(luò)式控制系統(tǒng)，容量大，可靠(kao)性高，已成為(wéi)發🥵展的主流(liú)。繼二十世紀(ji)九十年代初(chu)被納入德㊙️國(guó)DIN标準後，現場(chang)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(fàn)采用，已成為(wéi)現場總線技(ji)術中代表性(xing)協議之一。

　　現(xian)場總線ProFibus由三(sān)種形勢組成(chéng)。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(chang)總線，系專門(mén)為過程控制(zhi)系統與分散(sàn)的外圍設備(bèi)🔆之間高速數(shù)據信息交換(huàn)而設計的。其(qí)傳輸介質為(wéi)雙絞線或光(guang)纖聯接的RS485傳(chuán)輸制式，波特(tè)率9.6-12Mb/s，系統構成(cheng)成本☎️低，高速(sù)可靠。

　　現場總(zǒng)線ProFibus指令集精(jing)簡凝練，編程(cheng)非常方便。具(jù)有現場總線(xiàn)ProFibus通訊功能的(de)計量泵，在具(ju)有所有手動(dòng)調節功能的(de)同時，可以方(fang)便地溶入高(gāo)級的如集散(san)式計算機控(kòng)制系統中，使(shǐ)其各種功能(neng)得以更充分(fèn)地發揮，已經(jīng)成為現代精(jīng)密計量🐇泵的(de)佼佼者。普羅(luó)名特公司計(jì)量泵家族中(zhōng)即有三大系(xi)列數十個型(xing)号的産品配(pei)置了現場✏️總(zong)線功能。

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