摘 要：介紹印染蒸花機汽蒸工藝的電動閥低成本解決方案。方案基于臺達DTV閥位控制器。對于閥位溫控原理有精要論述。對于臺達DTV雙程閥位控制器原理與應(yīng)用技術(shù)給出詳細討論。
關(guān)鍵詞：印染 電動閥 DTV閥位控制器

1 引言

印染工藝中的一相法印花工藝印花處方和工藝流程為:白布→印花→常壓高溫汽蒸→平洗、烘干→后整理；其中蒸花機主要用來完成常壓高溫汽蒸這道工序，常壓高溫汽蒸的主要理論依據(jù)為分散染料的分子結(jié)構(gòu)比較簡單且不含電離性的基團，所以需要一定的蒸汽壓，使得染料的顏色著色更牢固。

2 汽蒸工藝原理

蒸花機汽蒸工序中加熱介質(zhì)為蒸汽，而且蒸汽溫度一般根據(jù)染料和布料的特性，需要穩(wěn)定在限定范圍內(nèi)。所以對溫度波動大小的控制是衡量汽蒸工藝好壞的最重要指標。而蒸汽的獲得是靠通往設(shè)備內(nèi)部的水通過加熱而獲得。出于安全的考慮，加熱部分放棄了容易引起危險的電加熱方式而采用了熱油管道間接加熱，通過高溫的熱油在管道內(nèi)循環(huán)，將熱量帶給周邊的水，水吸收熱量蒸發(fā)為水蒸汽，汽蒸工藝結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 汽蒸工藝結(jié)構(gòu)
3 閥位溫控原理

3.1 閥位溫控原理

參見圖1，對于設(shè)備腔內(nèi)溫度的控制，依靠控制流入管道的熱油的流量來達到控制溫度目的。電動閥門的流量控制成為溫控關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本項目選用臺達DTV9696R閥位控制器，來控制電動閥門內(nèi)電機的正反轉(zhuǎn)，并通過溫度傳感器將溫度反饋到控制器，形成溫度閉環(huán)控制，如圖2所示。

圖2 閥位溫控原理
3.2 臺達DTV系列閥位控制器

電動閥閥位溫控是成本低廉應(yīng)用簡單可靠的溫度控制解決方案，應(yīng)用十分廣泛。臺達DTV系列閥位控制器是中達電通股份有限公司臺達品牌數(shù)顯溫控儀表產(chǎn)品體系中的閥位溫控專用儀表。DTV系列閥位控制器接受工業(yè)標準模擬信號和標準鉑熱電阻與標準熱電偶信號，經(jīng)過內(nèi)部PID閉環(huán)控制算法，輸出單路或雙路電動閥正反轉(zhuǎn)閥位信號，實現(xiàn)單程（加熱－制冷/冷卻溫控，或1程加熱1程制冷/冷卻的雙程溫度控制，實現(xiàn)1表雙用。數(shù)字化的控制選項可以提供極為豐富的附加溫控功能，例如提高閥門穩(wěn)定性、延長閥門使用壽命的死區(qū)控制；例如多程報警；例如基于RS-485物理接口的MODBUS現(xiàn)場總線通訊等等重要的功能。

4 臺達閥位控制器解決方案

蒸花機電氣控制主要有兩部分控制組成：第一部分是將染布從設(shè)備外引入設(shè)備的運動控制部分，主要有臺達EH 系列PLC和臺達變頻器以及臺達DOP人機組成。第二部分則由臺達DTV閥位控制，溫度傳感器和電動閥門構(gòu)成的溫度控制系統(tǒng)。本文暫時針對對第二部分（圖3）展開介紹與探討。

圖3 蒸花機控制面板
加熱的執(zhí)行元件為電動閥門，電動閥門主要制進入熱油量的大小。閥門電機的正反轉(zhuǎn)就可以改變進入油量的流量大小。而DTV就可以通過控制閥門電機的正反轉(zhuǎn)以及正反轉(zhuǎn)的時間來控制進入油量的大小從而控制設(shè)備內(nèi)部溫度，如圖4所示。

圖4 電動閥執(zhí)行器
DTV則根據(jù)傳感器傳來的溫度經(jīng)過PID運算后，通過切換2個繼電器的開關(guān)狀態(tài)來控制閥門電機的正反轉(zhuǎn)。具體接線如圖5所示。

圖5 DTV閥位與電動閥門接線圖
根據(jù)客戶要求，本設(shè)備的工作溫度需要工作165℃，而且誤差允許范圍在±1℃。而臺達DTV控制器在現(xiàn)場調(diào)試時，只需開啟參數(shù)并自整定后，就可自動獲得的適用的PID參數(shù)，多數(shù)情況無需再做調(diào)整，根據(jù)本次現(xiàn)場經(jīng)驗可穩(wěn)定在±0.9℃。其中控制周期也是極其重要的參數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗此參數(shù)調(diào)為8~10比較合適。如果此參數(shù)太小可能會引起電機正反轉(zhuǎn)過于頻繁而導(dǎo)致溫度出現(xiàn)波動。而如果太大則或造成響應(yīng)時間不夠，同樣會造成溫度波動。閥門開關(guān)周期時間也是一個核心參數(shù)。此項參數(shù)可從電動閥門的銘牌上獲得并輸入儀表內(nèi)。

由于處于成本考慮。目前多數(shù)客戶對于熱油的溫度并未進行閉環(huán)控制。所以本系統(tǒng)中，熱油的溫度是不受控的，所以隨著季節(jié)變化和加熱熱油的熱源有所變化是，還是會對系統(tǒng)的加熱精度造成影響。所以也建議部分客戶在熱油循環(huán)部分加上溫度反饋。同時如果電動閥位部分裝有閥位傳感器的話，DTV能接受傳感器的信號，構(gòu)成閥位閉環(huán)，這樣對于熱油的流量的控制精度會更一層樓，這樣對于溫度控制精度也會更精確。

5 結(jié)束語

DTV閥門控制器的PID運算方式，基本能在此工況下將控溫精度恒定在±1℃。這已經(jīng)完全能滿足客戶處理高檔布料的需求。在印染行業(yè)，水洗機，染缸等也都同樣依靠流體熱源來加熱并得到高溫水蒸氣。所以相信DTV可在印染行業(yè)有一定的市場發(fā)展空間。(end)