氣動(dòng)控制回路具有很高的成本效益，在優(yōu)化過程方面，是一種行之有效的方法。越來越多的水廠和污水廠運(yùn)營(yíng)商看到了所帶來的這些利益。然而，不同應(yīng)用場(chǎng)合需要采用何種程度的位置控制？如何為不同的應(yīng)用場(chǎng)合選用最為合適的解決方案？經(jīng)驗(yàn)豐富的自動(dòng)化專家為您綜述了以下幾點(diǎn)建議。

      水廠和污水廠自動(dòng)化中基本上有三個(gè)層面的閉環(huán)控制，典型的方法就是集成外部定位器，如Festo 定位控制器 CMSX。再上一層就是自動(dòng)化平臺(tái) CPX。有了自動(dòng)化平臺(tái)，系統(tǒng)不再需要定位器。自動(dòng)化平臺(tái)帶有CPX-CEC模塊，處理來自傳感器盒的電氣信號(hào)，并通過位于閥島上的三位五通閥控制氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。

      位于第三層面的是一套完整的一攬子解決方案，由一站式供貨的定位器和驅(qū)動(dòng)器組成。這套方案由Festo 直線驅(qū)動(dòng)器DFPI 參與執(zhí)行，DFPI殼體內(nèi)集成了定位器。

固定床濾池案例
      下文將通過固定床濾池案例，為您詳述三個(gè)控制層面。一般情況下，控制一個(gè)固定床濾池需要五到八個(gè)過程閥。其中，最多三個(gè)閥采取閉環(huán)控制，其余的在打開/關(guān)閉模式下運(yùn)作。

層面1：用于保持位置的經(jīng)濟(jì)型控制器
      水處理和污水處理廠自動(dòng)化的第一層面，采用傳統(tǒng)外部定位器，例如經(jīng)濟(jì)型定位器 CMSX，極高的性價(jià)比是其最吸引人的地方，通過模擬量信號(hào)可靈活確定過程閥的位置。

      在閉環(huán)模式下，CMSX持續(xù)比較設(shè)定點(diǎn)信號(hào)和90°擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際位置，從而能夠立即檢測(cè)到任何偏差并隨即校正。在標(biāo)準(zhǔn)型定位器中，其微型控制器持續(xù)顯示過程閥的當(dāng)前位置，通過外部模擬量反饋信號(hào)同樣能夠獲取位置信息。斷電時(shí)，將過程閥定位到事先設(shè)定的安全位置，進(jìn)而將原本無法估量的過程風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

層面2：閥島方案中的定位器功能
      在本地小型水廠中固定床濾池?cái)?shù)量一般為2個(gè)，而在大型城市水廠中固定床濾池的數(shù)量多達(dá)48個(gè)以上。因此，所有自動(dòng)化方案都應(yīng)當(dāng)靈活分散，同時(shí)組合氣動(dòng)元件和電氣元件。分散式的自動(dòng)化平臺(tái) CPX 配有氣動(dòng)閥島 MPA 以及控制器 CPX-CEC，事實(shí)證明其非常適用。

      自動(dòng)化平臺(tái) CPX 本地控制氣動(dòng)過程閥，處理來自終端位置開關(guān)、傳感器盒以及測(cè)量裝置的電氣信號(hào)，控制過濾回路，并建立與過程管理層的連接。每個(gè)固定床濾池都有各自的控制柜，控制柜中分散式自動(dòng)化平臺(tái)與控制面板相集成。

      在出現(xiàn)故障或斷電時(shí)，控制柜可進(jìn)行手動(dòng)操作，讓系統(tǒng)運(yùn)行。氣動(dòng)過程閥的閉環(huán)控制功能由兩部分組成：傳感器盒SRAP，帶有 4...20 mA 模擬量輸出，用于提供過程閥位置反饋；分散式集成自動(dòng)化平臺(tái) CPX，帶有閥島 MPA 和控制器 CPX-CEC，用于處理信號(hào)并控制驅(qū)動(dòng)器。

控制柜內(nèi)帶集成PLC自動(dòng)化平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)
比起常規(guī)使用的定位器，對(duì)于氣源質(zhì)量的要求得以降低。
電磁閥的流量大，即使是大規(guī)格驅(qū)動(dòng)器也能實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)和安全功能。
得益于手控操作，即使在斷電情況下，依然可以調(diào)節(jié)過程閥。
通過控制柜直接調(diào)整閉環(huán)控制參數(shù)，水廠操作人員不必走到過程閥那里。

層面3：帶有閉環(huán)控制的直線驅(qū)動(dòng)器
      水廠和污水廠自動(dòng)化技術(shù)中閉環(huán)控制任務(wù)的最高層面就是將閉環(huán)控制功能集成到驅(qū)動(dòng)器中。這么做是因?yàn)殚]環(huán)控制外部附件經(jīng)常會(huì)造成很多不便：需要調(diào)節(jié)手柄系統(tǒng)；惡劣的環(huán)境會(huì)引起腐蝕；積灰會(huì)致使移動(dòng)零件磨損。此外，在安裝和運(yùn)行過程中，也容易對(duì)外部附件造成損傷。

      相比之下，F(xiàn)esto DFPI 系列驅(qū)動(dòng)器不再受這些問題困擾。用于閉環(huán)控制的系統(tǒng)元件全部集成在殼體內(nèi)部。驅(qū)動(dòng)器、位移編碼器、閥島和定位器被牢固地安裝在殼體內(nèi)，比起模塊化系統(tǒng)有著更多的優(yōu)點(diǎn)，例如：結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固牢靠，適用于戶外應(yīng)用場(chǎng)合。

從電氣技術(shù)轉(zhuǎn)而改用氣動(dòng)技術(shù)

      DFPI已被用于污水管道系統(tǒng)中雨水處理和貯存，這是個(gè)令人印象深刻的應(yīng)用案例。光是在德國(guó)，就有將近45,000 個(gè)雨水池在運(yùn)行，當(dāng)暴雨襲擊時(shí)，可防止水廠遭受由污水排放造成的過度污染。

      事實(shí)證明，在類似的惡劣環(huán)境下，改用氣缸DFPI 對(duì)雨水池進(jìn)行過程控制更有益處，殼體能有效防止位置控制系統(tǒng)遭受腐蝕，同時(shí)隔絕潮濕環(huán)境。易于貯存壓縮空氣是其另一大優(yōu)勢(shì)所在。這意味著斷電時(shí)可利用先前貯存的能量繼續(xù)執(zhí)行一系列閘閥操作，也可將閘閥推進(jìn)到設(shè)定位置。

 請(qǐng)參考：Festo 新聞?wù)?CMSX 1
 

說明文字： 水處理和污水處理廠自動(dòng)化第一層面：采用傳統(tǒng)外部定位器，例如經(jīng)濟(jì)型CMSX。
（圖片來源：Festo AG & Co. KG）

請(qǐng)參考： Festo 新聞?wù)?CMSX 2
 

說明文字： 極高的性價(jià)比是外部定位器 CMSX 最吸引人的地方，通過模擬量信號(hào)可靈活確定過程閥的位置。
（圖片來源：Festo AG & Co. KG）

請(qǐng)參考： Festo新聞?wù)誔yramid CPX en 和 Festo新聞?wù)誄PX
 

說明文字： 自動(dòng)化平臺(tái) CPX 靈活分散地將氣動(dòng)元件和電氣元件組合： 與氣動(dòng)閥島 MPA 和控制器 CPX-CEC 相連。（圖片來源：Festo AG & Co. KG）

請(qǐng)參考：Festo 新聞?wù)?自動(dòng)化平臺(tái) CPX
 

說明文字： 自動(dòng)化平臺(tái) CPX 本地控制氣動(dòng)過程閥，處理來自終端位置開關(guān)、傳感器盒以及測(cè)量裝置的電氣信號(hào)，控制過濾回路，并建立與過程管理層的連接。（圖片來源：Festo AG & Co. KG）

請(qǐng)參考： Festo 新聞?wù)?DFPI
 

說明文字： 完整的一攬子解決方案位于第三層面：由一站式供貨的定位器和驅(qū)動(dòng)器組成。這套方案由Festo 直線驅(qū)動(dòng)器DFPI 參與執(zhí)行，DFPI殼體內(nèi)集成了定位器。（圖片來源：Festo AG & Co. KG）

請(qǐng)參考： Festo 新聞?wù)?戶外應(yīng)用場(chǎng)合下的 DFPI 
 

說明文字： 非常適用于戶外工作場(chǎng)合：用于閉環(huán)控制的系統(tǒng)元件全部集成在直線驅(qū)動(dòng)器 DFPI的殼體內(nèi)部。
關(guān)于FESTO
      Festo成立于1925年，是自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)先廠商，也是基礎(chǔ)和高級(jí)技術(shù)培訓(xùn)的全球市場(chǎng)領(lǐng)袖。公司總部位于德國(guó)埃斯林根，是一家獨(dú)立的家族企業(yè)。Festo集團(tuán)業(yè)務(wù)遍及全球200個(gè)行業(yè)，為超過30萬的客戶提供領(lǐng)先的氣動(dòng)和電驅(qū)動(dòng)技術(shù)及全面解決方案。同時(shí)，F(xiàn)esto Didactic為全球超過4萬名客戶提供先進(jìn)的工程培訓(xùn)設(shè)備及課程。2013年Festo集團(tuán)銷售額達(dá)到22.8億歐元，在全球250個(gè)國(guó)家和地區(qū)有16,700名員工。

      Festo在中國(guó)的業(yè)務(wù)始于1985年。目前在大中華區(qū)設(shè)有42個(gè)銷售和服務(wù)中心，位于上海的亞太技術(shù)中心和大中華區(qū)解決方案中心為區(qū)域內(nèi)客戶提供定制產(chǎn)品和方案，在濟(jì)南和上海的全球生產(chǎn)中心與位于濟(jì)南的中國(guó)物流中心為提升中國(guó)市場(chǎng)供應(yīng)和服務(wù)提供保障。Festo為中國(guó)市場(chǎng)提供工廠自動(dòng)化和過程自動(dòng)化的氣動(dòng)和電動(dòng)技術(shù)及全面解決方案，主要服務(wù)于汽車、橡塑、食品飲料包裝、電子和輕型裝配行業(yè)，水/污水處理以及生物技術(shù)/制藥等行業(yè)。同時(shí)，F(xiàn)esto Didactic 為 500 多個(gè)教育合作伙伴、大學(xué)、職業(yè)院校和工業(yè)培訓(xùn)中心提供支持——培訓(xùn)內(nèi)容從基礎(chǔ)課程到技術(shù)學(xué)習(xí)中心的“交鑰匙”成套設(shè)備。目前公司在中國(guó)有 約2,000名員工。