作(zuò)為流體精密計(jì)量與投加的理(li)想設備，計量泵(bèng)如今已被廣泛(fan)地應用于包括(kuo)制藥、食品飲料(liào)和石💋油化工行(hang)業在内的各個(gè)領域，在工藝過(guo)程擔負着強腐(fu)♻️蝕性🙇🏻、毒害性、高(gao)粘性和高壓介(jiè)質的計量添加(jia)任務。經過超過(guo)半個世紀的實(shí)💰踐應用和技術(shu)改進，現在計量(liàng)泵已經進入其(qí)高速🏃增長期。現(xiàn)在，成熟的🔞動力(lì)驅動方式和液(yè)體輸❄️送端(泵頭(tóu))材料技術使得(dé)新型計量泵幾(ji)乎可以完成輸(shu)🆚送任何常規和(hé)特殊介質的要(yào)求，其工作壓力(lì)和容量亦能滿(mǎn)足工業生産的(de)絕大多數要求(qiu)。

　　随着人們對生(sheng)産工藝過程指(zhi)标和自動化程(chéng)度要求的普遍(biàn)提高，作為化學(xue)藥劑計量和添(tian)加環節的最終(zhong)執行機構，計量(liàng)泵的安全性和(hé)可控制性變得(de)日益重要起來(lai)。石油化工等行(hang)業向來以生産(chan)過程的高度自(zì)動化而著稱，也(ye)是集散式、分布(bu)式和智能式計(jì)算機控制系統(tǒng)應用最廣泛的(de)領域之一，因而(er)⛱️要求與之相配(pèi)套的執行器——計(jì)量泵亦要具備(bei)靈活多樣的控(kong)制模式🈲，可以方(fang)便地與計算機(jī)系統構成各種(zhong)控制回路，實現(xiàn)更複雜更精确(que)的過程控制。為(wéi)順應這一新的(de)趨勢，國🧡際上著(zhe)⚽名的計量泵制(zhì)造商如德國普(pu)羅名特公司在(zai)保證其産品傳(chuan)統性能繼♻️續領(lǐng)先世界的同時(shi)，借助于嵌入式(shi)微處理器系統(tǒng)，将多種調節控(kong)制功能和🌈數據(ju)通訊協議整合(he)到計量泵中，真(zhen)🤟正實現了從沖(chòng)程頻率到沖程(cheng)長度的雙維調(diào)節，使其産品成(chéng)為世界首創的(de)‼️智能精密計量(liang)泵。

　　二、計量泵的(de)基本工作原理(lǐ)

　　衆所周知，計量(liàng)泵主要由動力(lì)驅動、流體輸送(sòng)和調節控制三(san)部分組成。動力(li)驅動裝置經由(you)機械聯杆系統(tong)帶動流體👉輸送(sòng)隔膜(活塞)實現(xian)往複運動：

　　隔膜(mo)(活塞)于沖程的(de)前半周将被輸(shū)送流體吸入并(bing)于🔞後半周将流(liu)體排出泵頭；所(suǒ)以，改變沖程的(de)往複運動頻率(lü)或每一次往複(fú)運動的沖程長(zhang)度即可達❌至調(diao)節流體輸送量(liàng)之目的。精密的(de)加工精度保證(zheng)了每次泵出量(liang)進而實現被輸(shū)送介質的精密(mi)計量。因其動力(lì)驅動和流體輸(shū)送方式的不♌同(tong)，計量泵可🐅以大(dà)緻劃分🔞成⁉️柱塞(sāi)式和隔膜🔞式兩(liǎng)大種類。

　　2.1、柱塞式(shì)計量泵

　　主要有(you)普通有閥泵和(hé)無閥泵兩種。柱(zhu)塞式計量泵🍉因(yin)其結構簡單和(he)耐高溫高壓等(děng)優點而被廣泛(fàn)應🙇🏻用于石油化(huà)工領域🈚。針對高(gāo)粘度介質在高(gao)壓力工況下普(pu)通柱塞泵的不(bú)足，一種💃無閥旋(xuan)轉柱塞式計量(liàng)泵受到愈來愈(yù)多的重視，被📱廣(guang)泛應用于糖漿(jiāng)、巧克力和石油(yóu)💁添加劑等高粘(zhān)度介質的計量(liàng)添加。因被計量(liàng)介質和泵内潤(run)滑劑之間無法(fǎ)實現完🔱全隔離(lí)這一結構性缺(que)點，柱塞💜式計量(liang)泵在高防污染(ran)要求🐉流體計量(liàng)應用中受到諸(zhu)多限制。

　　2.2、隔膜式(shì)計量泵

　　顧名思(sī)義，隔膜式計量(liang)泵利用特殊設(she)計加工的柔性(xìng)🔅隔膜取代活塞(sai)，在驅動機構作(zuò)用下實現往複(fú)運動，完成吸💰入(rù)-排出過程。由于(yú)隔膜的隔離作(zuo)用，在結構上真(zhen)正實現了被計(ji)量流體🐇與驅動(dong)潤滑機構之🏃🏻間(jiān)的隔離。高科技(jì)的結構設計和(hé)新型材🔴料的選(xuan)用已經大大提(tí)高了隔膜的使(shi)用壽命，加📐上複(fú)合材料優異的(de)耐腐蝕✊特性，隔(gé)膜式計量泵目(mù)前已經成為流(liu)體計量應用中(zhong)的主力泵型。在(zài)隔膜式計量泵(beng)家💃🏻族成員裡，液(ye)力驅動式隔膜(mó)泵由于采用了(le)液壓油均勻地(dì)驅動隔膜，克服(fú)了機械❗直接驅(qu)動方式下泵隔(ge)膜受力過分集(jí)中的缺點，提升(shēng)了隔膜壽命和(hé)工❗作壓力上限(xian)。為了克服單隔(ge)💚膜式計量泵可(ke)能出現的因隔(gé)膜破損而造成(cheng)的工作故障，有(yǒu)的計量泵配備(bei)了隔膜破損傳(chuán)感器，實現隔膜(mó)🧡破裂🔱時自動連(lián)鎖保護；具有雙(shuang)隔😄膜結構泵頭(tou)的計量進一步(bù)提高了🔞其安全(quán)性，适合對安全(quan)保護特❓别敏感(gǎn)🐇的應用場合。

　　作(zuo)為隔膜式計量(liang)泵的一種，電磁(cí)驅動式計量泵(bèng)以電磁鐵産生(sheng)👨‍❤️‍👨脈動驅動力，省(shěng)卻了電機和變(biàn)速機構🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，使得系(xì)統㊙️小巧緊湊🌈，是(shi)小量程低壓計(jì)量泵的重要🚩分(fen)支。

　　現在，精密計(ji)量泵技術已經(jing)非常成熟，其流(liú)體計量輸送能(neng)🐅力最大可達0-100，000l/h，工(gōng)作壓力最高達(da)4000 bar，工作範圍覆蓋(gài)了工業生産🐪所(suo)有領域的要求(qiu)。

　　三、計量泵的控(kong)制

　　計量泵每一(yī)次的流體泵出(chu)量決定了其計(ji)量容量。在一定(ding)的有效隔膜面(mian)積下，泵的輸出(chū)流體的體積流(liu)量正比與沖程(chéng)長度L和沖程頻(pín)率F：V∝A*F*L

　　在計量介質(zhi)和工作壓力确(què)定情況下，通過(guò)調節沖程☀️長⛱️度(dù)L和沖程頻率F即(ji)可實現對計量(liàng)泵輸出的雙維(wei)調節。

　　盡管沖程(chéng)長度和頻率都(dōu)可以作為調節(jiē)變量，但在工程(cheng)應用中一般将(jiāng)沖程長度視為(wéi)粗調變量，沖程(cheng)頻率為細調變(bian)量：調節沖程長(zhang)度至一定值，然(ran)後通過改變🔴其(qi)頻率實現精細(xi)調節，增加調節(jiē)的靈活性。在相(xiàng)對簡單的應用(yòng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼場合，亦可以手(shou)動設置沖程長(zhang)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度，僅将沖程頻(pin)率作為調🌈節變(bian)量，從而簡化系(xì)統配置。

　　3.1、常規模(mo)拟/開關信号調(diao)節方式

　　過程控(kong)制應用中廣泛(fan)采用0/4-20mA模拟電流(liú)信号作為傳🏃‍♀️感(gǎn)器、控制器🥰和執(zhí)行機構間信号(hao)交換的标準，具(jù)有外控功能㊙️的(de)計量泵亦主要(yao)采用這種方式(shì)，實現對沖程頻(pin)率和沖程頻率(lü)的外部調節。

　　位(wèi)置式伺服機構(gou)是實現沖程長(zhǎng)度調節的最普(pǔ)遍方⛹🏻‍♀️法🚩。一體🔅化(hua)的伺服機構被(bei)設計成能夠直(zhí)接接受來自調(diao)節器或計算機(jī)的0/4-20mA控制信号，從(cóng)而自動調節沖(chong)程長度在0-100%範圍(wei)内變化。

　　相對而(er)言實現沖程頻(pín)率調節的方法(fǎ)比較多樣，主要(yào)有變頻電機控(kong)制和直接繼電(diàn)觸點控制兩種(zhǒng)。經由0/4-20mA電流信号(hào)控制的🥰變頻調(diao)速器驅動計量(liàng)泵電動機按所(suǒ)需速度運行，從(cóng)而實現沖程頻(pín)率的調節。對于(yu)電磁驅動和部(bù)分電機驅動的(de)計量泵，亦可以(yi)利用外部觸點(dian)信号來調節沖(chòng)程頻率。

　　3.2、基地式(shì)控制方式

　　在某(mǒu)些特殊場合，如(rú)ph值調節，計量泵(bèng)作為執行器，在(zài)調節器的控制(zhi)下添加酸或堿(jian)。為簡化系統配(pei)置和✏️提高可靠(kao)性，以✂️微處理器(qì)為核心的嵌入(rù)式控制系統被(bèi)直💜接集成到計(jì)量泵内，如此隻(zhi)需外接一支pH傳(chuan)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼感器，即可構成(cheng)完整的調節系(xi)統。這種基地式(shì)智能計量泵概(gai)念也适用于控(kòng)制其它工藝參(cān)數，如氧化⁉️還原(yuan)電位(ORP)和餘氯濃(nóng)度調節等應用(yòng)場合。

　　3.3、設定程序(xu)式控制

　　由于内(nei)部集成了微處(chù)理計算機，一些(xie)計量泵産品的(de)調控性能和操(cāo)作性能得到了(le)充分提升，在跟(gēn)随外部控制命(ming)令實現🤞實時🔱計(ji)量流量調節之(zhi)外，還具🌂有定量(liang)添加，時間序列(lie)觸發程序式添(tian)🚶加，事件序列觸(chù)發程序👣式添加(jiā)，時間-事件混合(hé)觸發程序式添(tian)加和自動校正(zheng)等多種工作模(mo)式，并可以提供(gong)以泵出流體總(zǒng)量，剩餘沖程次(ci)數和待♊輸送流(liu)體容量，設定沖(chong)程長度🐉和其它(tā)相關的計量泵(beng)工✨作參數等有(you)用信息。

　　時間序(xù)列觸發程序式(shi)工作方式令計(ji)量泵完全依⁉️據(jù)實時時鐘，按預(yu)先規劃的任務(wù)清單，在指定時(shi)刻❤️按設定的沖(chòng)程次數或時間(jian)定量添加工作(zuò)介質，時間可以(yǐ)✏️以每小時，天，工(gōng)作日，公休日，一(yi)周和二周為周(zhōu)期靈活⭐設定；而(ér)事件序列觸發(fa)程序式工作方(fāng)式令計量泵完(wán)全依據實時觸(chu)發事件，按♌預先(xian)規劃的任務清(qīng)單，在特🈚定事件(jiàn)發生時🌈(觸點輸(shū)入)按設定的沖(chòng)程次數👌或時間(jiān)🙇🏻定量添加工作(zuo)介質。以上兩種(zhong)方式♊可以有機(ji)混合，完成更複(fu)雜的時間-事🌂件(jiàn)混合觸發工作(zuo)模式。最多可設(she)定81個事✌️件。

　　一個(ge)簡單的例子是(shi)冷卻塔循環水(shuǐ)消毒滅藻系統(tǒng)。消💛毒劑以特定(ding)濃度根據補充(chōng)水流量比例添(tian)加；并按工藝要(yao)求，在比例添加(jiā)過程當中，每周(zhōu)還應脈沖式大(dà)劑量添加一次(cì)消毒劑(如設定(dìng)在周五12-04時)，并要(yao)🐇求此時暫停比(bǐ)例添加作用。整(zhěng)個編程十分簡(jian)捷，令⚽複雜多變(bian)的流體添加任(rèn)務得以輕松🏃🏻‍♂️而(ér)精确地實現。

　　3.4、現(xian)場總線ProFibus控制方(fāng)式

　　在石油化工(gong)等大規模高自(zi)動化成度的應(ying)用場合，利用數(shu)❌字通訊協議進(jìn)行自動化設備(bei)之間數據的🔴高(gao)速傳輸進而組(zu)成網絡式控制(zhi)系統，容量大，可(ke)靠性高，已成為(wéi)發🌈展的主流。繼(jì)二㊙️十世紀九十(shi)年代初被納入(ru)德🔞國DIN标準後，現(xian)場總線ProFibus于九十(shí)年代末又成為(wei)歐洲标準(EN50170)，在世(shì)界範圍内得到(dao)廣泛采用，已成(chéng)為🌈現場總線技(ji)術中代表性協(xie)議之一。

　　現場總(zong)線ProFibus由三種形勢(shi)組成。ProFibus-DP，ProFibus-PA和ProFibus-FMS。其中ProFibus-DP(Decentralized Periphery)定(ding)義為分散型外(wai)圍設備現場總(zǒng)線，系專門為過(guo)程控制系統與(yu)分💁散的外圍設(shè)備之間高速數(shu)據信息交換而(er)設計的。其傳輸(shū)介質為雙絞線(xiàn)或光纖聯接的(de)RS485傳輸制式，波特(tè)率9.6-12Mb/s，系統構成成(cheng)本低，高速可靠(kào)。

　　現場總線ProFibus指令(lìng)集精簡凝練，編(bian)程非常方便。具(ju)有現🧑🏾‍🤝‍🧑🏼場總🐇線🔆ProFibus通(tong)訊功能的計量(liang)泵，在具有所有(yǒu)手動調節功能(néng)的同時，可以方(fang)便地溶入🙇🏻高😘級(ji)♌的🚶如集散式計(jì)算機控制系統(tǒng)中，使其各種功(gong)能得以更充分(fen)地發揮，已經成(cheng)為現代精密計(jì)量泵的佼佼者(zhě)。普🥵羅名特公司(si)計量泵家♋族中(zhong)即有三大系列(lie)數十個型号的(de)産品配置了現(xian)場總線功能。

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