正压柜控制装置和正压柜配合,实现正压防爆。
原理及现状:
正压柜简单讲,就是一气密性较好的机柜,底部有进风口,顶部有排气口。在控制器的控制下,先大流量对柜内进行吹扫,吹扫定时到,转入泄露补偿工况,柜内电器上电,柜内始终维持一微正压,比如3 mbar,从而实现正压防爆。黑猎蝽
正压柜内电器工作时,会散发热量,从而引起柜内温升,到一定值,控制器切换到大流量换气,带走热量。
以上功能看起来,并不复杂,用个单片机就能实现。
关键是要稳定、可靠!如果用电控,控制器应达到PLC的可靠性。
正压控制器的可靠性、抗干扰性是正压防爆有意义的前提!
正压控制器的应用场景,一般防爆要求高,电器功率大。比如天燃气加压泵站, 大型正压电机(2000KW)带压缩机组,电器控制柜就在电机附近,采用正压柜,柜内是PLC为核心的机组控制电路。电机有专用的正压吹扫保压装置,为抗干扰、防爆,目前主流的是纯气控、全自动。 电器正压柜也有配套的控制器,有电控款也有气控款。
正压柜控制装置实现的几种思路:
一、 PLC为核心的电控方法
这种方法是思维惯性,最容易想到的方法。如下图:
发货系统压力开关和电磁阀工作于开关模式,都是开关量,可与PLC的IO直连。PLC实现定时也很 轻松。 启动后,先进性定时吹扫,吹扫完成,进入保压工况,由两个压力开关(上/下限)来确定是否打开电磁阀补气。
PLC当然可通过IO模块,接温度传感器,温度超过一定值,开启电磁阀,通气散热。
这种方案,采用成熟硬件,系统稳定可靠。适用于对成本不敏感的小批量应用。压力开关需要防爆款,PLC也需要装在隔爆壳体中。
二、 控制器采用硬件可编程逻辑芯片。这种方式避免了软件的可靠性问题,不存在程序跑飞、死机等问题。 其实也就是用硬件可编程芯片代替了方案一中的PLC。 一些进口产品中,能看到这样的正压控制器。
三、 单片机控制方案
这种方案基本上还是前两种方案的延申,主要是用一连续压力值输出的传感器,取代了微压力开关。人机界面友好些,可实时显示柜内压力值。
在单片机的软件设计上,主干循环是:查询微压传感器,根据压力值决定电磁阀的开关。采用单一循环,即使单片机受干扰跑飞,复位后又进入主循环,根据压力值,做出正确的阀开关决定。
隔爆电磁阀的控制方式: 开关式 和 比例式。
洗洁精技术这取决于隔爆电磁阀的内部构造,如果结构设计适应频繁开关, 那就用开关控制方式就好!
小结: 以上三种方案均属全自动电控方案, 电控优点是灵活,控制器体积小。
缺点:需隔爆壳体封装电路部分,未放入隔爆盒的电子器件,比如电磁阀,需选用隔爆型号。能频繁开关的隔爆电磁阀,国产很少,需进口。 这都会快速增加控制器的成本。
四、 气动控制器
这里先说说气动控制实现的稳压回路,主干如下图:
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全部采用气控元件,微压传感器感应正压柜内微压,其输出控制气控阀。柜内压力升高时,微压传感器输出压增大,作用于气控阀上,气控阀开度减小,经气控阀吹入正压柜气体量减小,
正压柜内压力回落。反之亦然,从而实现稳压功能。
这实际上就是一微压调压阀,只不过市面上成品调压阀,下限为几十mbar级,而正压柜内稳压值通常为3mbar。
采用气控稳压,天然防爆,抗强电磁干扰,尤其用于大功率电气设备很有优势!
以上是稳压回路的气动实现原理,还有启动时的定时吹扫回路,这部分若气动自动控制方式,整体功能就类似电机配用的正压吹扫装置。
正压电机用的正压吹扫装置,是全气控全自动运行,用于正压柜的控制器,功能上当然没问题,就是成本高,客户接受不了。职业价值观测评系统
为降低成本,可考虑半自动气动控制模式。也就说定时吹扫的功能采用手动模式,稳压工况为自动运行。对于需要正压柜防爆的设备,基本都是常年运行,首次开机需要定时吹扫换气,后进入稳压工况,常年运行于稳压工况。
半自动气动正压柜控制器,在成本、防爆效果、抗强电磁干扰三个主要方面,达到了完美的平衡!
五、气动+电控混合控制器
稳压回路采用方案四的气控回路,定时吹扫回路采用电控模式。
这种方式能将气控的抗强电磁干扰特性,与电控的灵活性结合在一起。试想单片机实现定
时功能很轻松,但对于气动控制就在体积和成本上增加很多,好用的气动定时器大多要进口。
电压跟随电路
另外单片机增加485通信功能,显示功能及柜内测温功能有其便利性。
这种方案,在实现上需要有一关键点:电和气之间的衔接,即电磁阀。成品有本安或隔爆电磁阀可选,工作电压一般为24VDC。隔爆电磁阀国内就那屈指可属的几家,本安电磁阀大多为进口,且货期长,容易受贸易保护限制。本安电磁阀进口的上千元,再加上电路的隔爆壳体,灵或性带来的成本2000多。