台达DTV阀位控制器在蒸花机上的应用

1 引言
印染工艺中的一相法印花工艺印花处方和工艺流程为:白布→印花→常压高温汽蒸→平洗、烘干→后整理；其中蒸花机主要用来完成常压高温汽蒸这道工序，常压高温汽蒸的主要理论依据为分散染料的分子结构比较简单且不含电离性的基团，所以需要一定的蒸汽压，使得染料的颜色着色更牢固。

2 汽蒸工艺原理

蒸花机汽蒸工序中加热介质为蒸汽，而且蒸汽温度一般根据染料和布料的特性，需要稳定在限定范围内。所以对温度波动大小的控制是衡量汽蒸工艺好坏的最重要指标。而蒸汽的获得是靠通往设备内部的水通过加热而获得。出于安全的考虑，加热部分放弃了容易引起危险的电加热方式而采用了热油管道间接加热，通过高温的热油在管道内循环，将热量带给周边的水，水吸收热量蒸发为水蒸汽，汽蒸工艺结构如图1所示。

图1汽蒸工艺结构

3 阀位温控原理

3.1阀位温控原理

参见图1，对于设备腔内温度的控制，依靠控制流入管道的热油的流量来达到控制温度目的。电动阀门的流量控制成为温控关键环节。本项目选用台达DTV9696R阀位控制器，来控制电动阀门内电机的正反转，并通过温度传感器将温度反馈到控制器，形成温度闭环控制，如图2所示。

图2阀位温控原理

3.2 台达DTV系列阀位控制器

电动阀阀位温控是成本低廉应用简单可靠的温度控制解决方案，应用十分广泛。台达DTV系列阀位控制器是中达电通股份有限公司台达品牌数显温控仪表产品体系中的阀位温控专用仪表。DTV系列阀位控制器接受工业标准模拟信号和标准铂热电阻与标准热电偶信号，经过内部PID闭环控制算法，输出单路或双路电动阀正反转阀位信号，实现单程（加热－制冷/冷却温控，或1程加热1程制冷/冷却的双程温度控制，实现1表双用。数字化的控制选项可以提供极为丰富的附加温控功能，例如提高阀门稳定性、延长阀门使用寿命的死区控制；例如多程报警；例如基于RS-485物理接口的MODBUS现场总线通讯等等重要的功能。

4 台达阀位控制器解决方案

蒸花机电气控制主要有两部分控制组成：第一部分是将染布从设备外引入设备的运动控制部分，主要有台达EH 系列PLC和台达变频器以及台达DOP人机组成。第二部分则由台达DTV阀位控制，温度传感器和电动阀门构成的温度控制系统。本文暂时针对对第二部分（图3）展开介绍与探讨。

图3 蒸花机控制面板

加热的执行元件为电动阀门，电动阀门主要制进入热油量的大小。阀门电机的正反转就可以改变进入油量的流量大小。而DTV就可以通过控制阀门电机的正反转以及正反转的时间来控制进入油量的大小从而控制设备内部温度，如图4所示。

图4 电动阀执行器

DTV则根据传感器传来的温度经过PID运算后，通过切换2个继电器的开关状态来控制阀门电机的正反转。具体接线如图5所示。

图5 DTV阀位与电动阀门接线图

根据客户要求，本设备的工作温度需要工作165℃，而且误差允许范围在±1℃。而台达DTV控制器在现场调试时，只需开启参数并自整定后，就可自动获得的适用的PID参数，多数情况无需再做调整，根据本次现场经验可稳定在±0.9℃。其中控制周期也是极其重要的参数，根据经验此参数调为8~10比较合适。如果此参数太小可能会引起电机正反转过于频繁而导致温度出现波动。而如果太大则或造成响应时间不够，同样会造成温度波动。阀门开关周期时间也是一个核心参数。此项参数可从电动阀门的铭牌上获得并输入仪表内。

由于处于成本考虑。目前多数客户对于热油的温度并未进行闭环控制。所以本系统中，热油的温度是不受控的，所以随着季节变化和加热热油的热源有所变化是，还是会对系统的加热精度造成影响。所以也建议部分客户在热油循环部分加上温度反馈。同时如果电动阀位部分装有阀位传感器的话，DTV能接受传感器的信号，构成阀位闭环，这样对于热油的流量的控制精度会更一层楼，这样对于温度控制精度也会更精确。

5 结束语

DTV阀门控制器的PID运算方式，基本能在此工况下将控温精度恒定在±1℃。这已经完全能满足客户处理高档布料的需求。在印染行业，水洗机，染缸等也都同样依靠流体热源来加热并得到高温水蒸气。所以相信DTV可在印染行业有一定的市场发展空间。