IPOS41电液控制器

IPOS 41

液压调节执行机构

电液定位器

技术说明书

MDE 128-C

用户.......KEYSTONE VALVE H. 最终用户..........镇海炼化 阀门制造厂..... 阀门尺寸........ 执行机构制造厂........BIFFI ITALIA srl 确认号.........98 / 3013

0 20/01/2004 Issue document MB

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Description

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BIFFI

BIFFI ITALIA s.r.l.

DIREZIONE, UFFICIO COMMERCIALE,,STABILIMENTO

HEADQUARTER, SALES DEPARTMENT, FACTORY 29017 Fiorenzuola d'Arda (Piacenza) Italy Tel. (0523) 944411 Telex 530107 -Bifior.I Telecopier (0523)941885

NOTES :

目录

1.简介 2

2.工作原理 3

3.性能综述 4

4.就地控制 5

5.遥控 8

6.报警 9

7.紧急控制 10

8.保位控制 10

8.1.机电控制 10

9.RS232系列接口 14

10.控制运算的各项参数 14

11.设置的方法 14

11.1.组态表 15

12.IPOS41 控制流程方框图 18

13.启动使用要领 19

14.显示卡的前端面板 22

15.IPOS41控制箱内的主要组件 23

16.IPOS41控制箱的接线图 25

1. 简介

IPOS 41是微处理器控制的电子式定位器，通过电液比例阀控制调节执行机构的位置。

IPOS 41的主要功能是根据比较被称为“位置请求”的外部模拟信号，通过调节比例阀

线圈的电流来驱动执行机构到指定的位置。同时设有两个辅助的数字输入作为“紧急控制 (ESD)”，可通过比例阀或附加的电磁阀驱动执行机构到安全的位置。IPOS 41 的电子卡件组装在一个10’’的机架上。该机架安装在机柜内，可放置在电气室内亦可放在防水或防爆的机柜内安装在执行机构上。

该定位器特别为“现场”工况设计，可适合严酷的环境条件（广泛的环境温度，震动，腐蚀性环境）。因此 IPOS 41 的电子元件适合在广泛的环境温度范围内工作，电子卡件经过特殊保护处理使之适合于腐蚀性环境。特别考虑提升了抗工厂内常有的干扰能力。

下图表示了执行机构控制系统的方块图。

2. 工作原理

工作原理如下：

IPOS 41 比较位置设定值（或位置请求）与当前的调节阀位置，当产生差别时（称为位置

偏差）则生成一个信号，变化范围在 + / - 10 V内。该信号调节比例阀线圈的电流，使比例阀阀芯位置改变，阀芯的位移使得执行机构液缸内的油量发生变化，执行机构因此移动到要求的位置。

控制计算为P.I 型 (比例积分)。P 和I 的参数可通过防爆机柜面板上的3个按钮和在IPOS 41面板上的2个显示窗口设定。参数值存储在EEPROM 内存上。

P 参数（比例增益）在开和关方向上独立可调。

IPOS 41的面板上设有LED (分别指示状态和报警)，和两个显示窗 (显示位置设定值和阀位或组态变量)。所有 IPOS面板上内容可通过防爆机柜

柜门上的窗口观察而不需要打开机柜。

输入（ enter），开（open），关（close）按钮和遥控-关机-就地（ REM -OFF-LOC）选择器设在防爆机柜的柜门上，可使就地控制和组态操作不需要打开防爆机柜。

有一个4-20 mA输出信号用于远传阀位。

两个无源触点作为远传组态状态指示。

3. 性能综述

?IPOS 41电源供电:

230 Vac + o - 10%

?电流损耗:

3.5 A

?保护:

热磁开关和电路滤波器 (在机柜内)

?操作温度:

-40°C 到 +70°C

?储存温度:

-40°C 到 +80°C

?IPOS 41 和控制室之间的输入/输出：

-位置设定信号（输入）： 4-20mA信号，由滤波器和绝缘保护。

-调节阀位反馈信号（输出）： 4-20mA信号，由滤波器和绝缘保护，最大负载电阻 250 ohm 。

-报警（输出）：无源触点，容量 110 Vac/ 0.5 A max。

-报警（输出）：无源触点，容量110 Vac/ 0.5 A max。

-光电耦合紧急控制输入 (ESD : EV1)。供电 24Vdc / 11W ，由用户提供。

-光电耦合紧急控制输入 (ESD : EV2)。供电 24Vdc / 11W ，由用户提供。?IPOS 41 和比例阀之间的输入/输出：

-调节比例阀的供电 (输出): +24Vdc/3A

- 比例阀的阀芯位置：

?IPOS 41 和执行机构之间的输入/输出：

-调节阀位（输入）： 4-20mA 由滤波器和绝缘保护

-位置变送器供电 (输出): +24 Vdc/30mA

-保位电磁阀供电 (输出) : +24Vdc/8W

?IPOS 41机柜和液压站之间的输入/输出：

-保位电磁阀供电 (输出) : +24Vdc/8W

-ESD EV 电磁阀供电 (输出) : +24Vdc/8W

-低油位开关 (输入) ：油位低时触点闭合

-低油压开关 (输入) : 油压低时触点闭合

?定位性能：

-定位分辨率 0.1 %

-位置控制计算： P. I.

-可调参数： Ko (开方向比例增益),

Kc (关方向比例增益), Ti (积分时间)

4. 就地控制

IPOS 41面板上设有以下LED和显示：

?绿色LED遥控（ REM）：

IPOS 41工作在遥控时亮 (就地选择器在遥控位 REM)

?绿色LED LOC:

IPOS 41工作在就地时亮 (就地选择器在就地位LOC)

?绿色LED OP and CL:

当阀门在全开或全关位时，对应的灯亮。当灯闪烁时，表示阀门正在执行开或关的操作。

?绿色LED EV1：

当ESD 控制信号带电时灯亮（或紧急电磁阀 EV1带电励磁）

?绿色LED EV2：

当ESD 控制信号带电时灯亮（或紧急电磁阀 EV2带电励磁）

?红色LED E>4%:

当检测到位置偏差大于4% 产生报警时灯亮

?红色LED SERV:

当检测到比例阀故障报警时灯亮

?红色LED PV:

当检测到调节阀位信号丢失时灯亮

?红色LED SP:

当检测到设定信号丢失时灯亮

?红色LED CONF:

当检测到软件程序故障时灯亮

?红色LED ELECTR:

当检测到电子故障时灯亮

? 4 位数字显示：

显示阀门位置。当组态时，显示变量参数表中对应的代号。

? 3 数字显示：

显示位置设定值。组态时，显示要修改的对应变量参数值

IPOS 41电源卡面板上设有一个绿色LED，指示供电情况。

IPOS 41 中ATOS控制卡设有一个绿色LED 'Power On' 用于电源指示；另设有一个红色 LED 'Fail Safe' 用于指示该卡的报警状态。

IPOS41 防爆机柜柜门面板上安装有：

?LOC/OFF/REM (就地/关机/遥控) 选择器：

当选择器在REM (遥控位) 时，执行机构由控制室送出的4-20 mA 位置给定信

?

PI参?电源指示灯：

当提供220Vac（24Vdc可选）供电时并且380 Vac 3PH供电范围和相序正确时指示灯亮。

?PUMP1/OFF/PUMP2 选择器：

当选择器在PUMP1位则泵1运行，当选择器在PUMP2位则泵2运行。当选择器在OFF位时，液压泵不运行，“被选泵故障”和“泵故障”（如有）报警清除。

?被选泵故障指示灯：

当电机运转时液压压力低并保持一个可设定的时间，该灯亮。运行的电机停止另外一个电机启动，监视继电器断电。

?低油压指示灯：

泵切换后，液压油压仍然低，该灯亮。泵停止运转，监视继电器断电，同时保位电磁阀励磁带电。

油压低时，PUMP1/OFF/PUMP2选择器在OFF 位时，该灯仍然亮。

?低油位指示灯：

当液压油油位低时该灯亮。监视继电器断电。经过一个设定的时间(< 1 小时)后，油泵电机停止，保位电磁阀励磁带电。

?油过滤器堵塞指示灯：

当液压油过滤器堵塞时该灯亮。监视继电器断电。

?高油温度指示灯：

当液压油油温高时该灯亮。泵停止运转，监视继电器断电，同时保位电磁阀励磁带电。

5. 遥控

IPOS 41和控制室之间有下列输入输出信号：

?输入： 4-20 mA 位置设定：

4 mA对应关位20 mA对应开位。

也可以将IPOS41设成反作用： 4 mA对应开位20 mA对应关位。?输出： 4-20 mA 控制阀位反馈：

4 mA对应关位20 mA对应开位。

?输出：一个无源触点 (RL1 IPOS 继电器) 在下列情况下报警：IPOS41不能进行遥控

-电源故障

-位置偏差大于 4%

-比例阀故障 (ATOS)

-位置设定信号丢失

-阀门位置信号丢失

-软件故障报警

-电子故障报警

上述报警也在IPOS 41的控制面板上LED同时显示。

?输入： ESD 命令到 EV1 449A , 24Vcc /11W 供电由用户提供

EV1 必须励磁执行 ESD 动作

?输入： ESD命令到EV2 449B , 24Vcc /11W供电由用户提供

EV2必须励磁执行 ESD 动作

6. 报警

检测下列报警状态：

?位置偏差大于 4%:

监测到位置偏差大于4%并保持C9参数的设定的时间（见组态操作），当偏差小于4%时，报警消失。

?比例阀故障：

检测到比例阀送出报警信号到IPOS 41。比例阀故障信号消失时，该报警消

失。

?设定信号丢失：

检测到信号低于1.8 mA或大于21.5 mA. 当信号值在正确范围内时，报警消

失。

?阀位信号丢失：

检测到信号低于1.8 mA或大于21.5 mA. 当信号值在正确范围内时，报警消

失。

?软件程序故障：

检测到内存组态错误。修正后，报警消失。

?电子故障:

检测到电子元件故障。当电子元件工作正常时，报警消失。

报警状态由报警继电器RL1发出信号并使对应LED灯亮。

当发生报警时，IPOS 41将执行可选择的动作：开（open）, 关（close）保位（stay-put ）。当报警消失时，IPOS 41 自动重新工作。

注: 电源故障时，执行机构的动作方向取决于比例阀的形式和液压回路的设计。

7． 紧急控制（ESD）

IPOS 41提供EV1,EV2两种数字输入方式用于紧急控制（ESD）。

下列ESD控制的特性设置如下：

z调C13的ESD模式：关阀，开阀或保压

z调C11 ESD EV1模式：ESD输入信号的通电或断电

z调C12 ESD EV2模式：ESD输入信号的通电或断电(在接线端子上选择隔断或不输入)

z ESD的延时C21：在开始紧急动作之前的延时

z ESD最小持续时间C23：紧急动作的这段时间处于动态状态。在这段时间后，如果

ESD输入信号回到正常状态，正常操作状态将恢复（如果ESD输入处于正常状态情况

下）

当相关的输入通电，在IPOS面板上的EV1和EV2灯亮。当两个输入信号中至少有一个信号执行时（通电或断电，祥见上述有关设置），ESD动作都会执行，使阀门紧急开或关。

8. 保位控制

IPOS 41 带有用于锁位电磁阀的继电器。RL2继电器的特性能通过设置（C21）来实现：

z RL2的作用形式： IPOS的远程信号模式：本地/停/远程（LOCAL/OFF/REMOTE, 注：在远程应IPOS不断电）

z IPOS的作用形式： 锁位控制（锁位的条件应断电）

IPOS保位的条件：

-在位置偏差大于4%, 报警；

-在比例阀（ATOS）故障时, 报警；

-在位置给定信号（仅在远程控制模式时）故障时，报警；

-在调节阀的阀位反馈信号故障时，报警；

-在系统软件程序故障时，报警；

-电源故障时，报警。

8.1. 机电回路

机电回路操作说明（详见相关的接线图）：

液位低开关：液位低开关触点闭合，下列情况会出现：

液位低的显示红灯HL2亮；

液位低继电器 KALL 闭合；

检测继电器 KAMO 断开；

在40分钟（时间继电器的时间可调）后，液位延时开关KTLL闭合〔切断了启动电机的继电器KRUN, 即：电机泵关闭,锁位继电器KASP闭合〕

过滤器阻塞开关 ： 过滤器阻塞开关触点闭合，下列情况会出现： 阻塞过滤器（CLOGGED FILTER）的红灯 HL3 亮；

阻塞过滤器的继电器 KACF 闭合；

检测继电器 KAMO 断开；

油温高开关： 油温高开关触点闭合，下列情况会出现：

油温高（OIL HIGH TEMPERATURE）红灯 HL4 亮;

油温高继电器 KAHT 闭合；

启动电机的继电器断开(泵、电机停止)，〔检测继电器 KAMO 断开〕。

油压低开关：油压低开关触点闭合

此开关就控制压力继电器 KALP.在 调整时间 （用 KTP1 延时继电器）后，如果 KRUN 继电器接通（泵、电机都能使用）,它就控制压力继电器 KAP

下列情况会出现：

备用泵继电器 KASC 闭合;

“泵故障”（SELETED PUMP FAILURE）红灯 HL5 亮;

正在运行的泵停运，另一台泵启动（如果泵M1正在运行，然后切换到M2运行，M1就停止运行；同样，可以反之。）

检测继电器KAMO断开。

“油压低”(OIL LOW PRESSURE)红灯 HL6 亮

锁位继电器KASP断开（锁位电磁阀断电）

如果在定时延时 KTP2后，压力仍然还低， “泵故障”（PUMP FAILURE）继电器 KAF 锁闭，启动电机运行的继电器 KRUN 切断（泵电机关闭）

锁闭继电器 KASC 和 KAF 复位：

如果电源220VAC 断开，然后再开启，

如果泵的选择开关切换到OFF位，随后切换到 PUMP1或PUMP2位。

再开始测试油压

“选择泵故障”(SELECED PUMP FAILURE)红灯HL5亮：

－在超过定时（KTP1）后，压力仍然低

－“备用泵”继电器KASC 接通(此时，启动另一台泵)

油压低（OIL LOW PRESSURE）红灯HL6亮：

－油压低开关是闭合的（低压条件）

泵1启动（PUMP 1 ON） : 在切换到此位置，绿灯红灯 HL7 亮；

泵2启动（PUMP 2 ON） : 在切换到此位置，绿灯红灯 HL8 亮；

保位继电器 KASP

当KASP断开时，锁位电磁阀断电；

IPOS 锁位的条件（RL2 IPOS）就是让KASP断开

如果油压低继电器KALP 断开，KASP断开；

保位电磁阀:

当锁位继电器断开，电磁阀断电；

单向电源故障或24Vcc AUX故障时，电磁阀锁位；

ESD 继电器 KESD1 & KESD2（没使用）

当接受ESD 指令时，继电器闭合（注： ESD电磁阀得电是接受用户来的信号，

要特别注意信号的极性)

ESD 电磁阀

断电 ESD阀动作；

检测继电器（MONITOR） KAMO : 正常工况为通电

在单相电源故障时或24VCC AUX 故障时，它断开；

在IPOS不能远程调节（RL1 IPOS）时,它断开；

在液位低继电器 KALL 接通时（只要液位低立刻接通），它断电；

在电机启动继电器（KRUN）断开时（泵电机为关闭），它断电：

- 380VAC 3PH电源 故障时

(比如：欠压、过压、错相转动：KA3P,KV3P :KA3P,KV3P)

- 油温高 (KAHT)

- 液位低持续超过40分钟（KTLL 时间继电器）

- 泵选择开关在“OFF”位

- 备用泵启动后油压仍低（KAF）

- 阻塞过滤器断开，它断开；

- “备用泵”继电器KASC闭合，它断开；

(泵在启动超出KTP1定时器的时间后，仍在低压时)

电机1 选择(ELECTICAL MOTOR 1 SELECTED)继电器 KSM1:

当泵选择开关置于 “PUMP 1”位置时，其为闭合；

电机2选择(ELECTICAL MOTOR 2 SELECTED)继电器 KSM2:

当泵选择开关置于“PUMP 2” 位置时，其为闭合；

电机选择开关在“OFF”位的继电器 KAOFF:

当泵选择开关置于“OFF”位时，其为闭合

3相电源正常继电器 KV3P (PIL2), KA3P :

3相电压因欠压、高压、错相故障；

(11 － 14 触点：低电压或错相触点断开；

21 － 24 触点：高电压或错相触电断开)

下列情况会出现：

主电源（MAIN POWER OK）绿灯 HL1 不亮，

3相电源正常继电器 KA3P 断开

〔此时，电机启动继电器 KRUN 断开（泵电机是关闭的），检测继电器

KAMO 断开〕

电机启动继电器CKRUN: (当其闭合时，能使电机泵运转)

单向电源故障或24VDC AUX故障，其为断开；

3相主电源故障（KA3P），其为断开；

KAF 继电器闭合（油压低，启动另一台电机后），其为断开；

KALL闭合（液位低时），其为断开；

KAOFF闭合（泵选择开关在“OFF” 位），其为断开；

〔检测继电器KAMO断开〕

电机接触器 KM1

如果KRUN 为断开或选择M2, 则为断开；

电机接触器 KM2

如果KRUN 为断开或选择M1, 则为断开；

指令继电器 KA10 --- KA14( 远程给IPOS的指令) 当按下有关的控制按钮时，继电器闭合，或取决于IPOS控制方式〔如：本地（LOCAL），停(OFF)，远程(REMOTE)控制方式〕

9. RS 232 系列接口

IPOS 41 提供系列R232接口，作为与PC连接。 通过PC，它可以设置全部的参数，观察其变量以及各种报警。

10. 控制运算的各项参数

在

个显示器（4位数和3

Kc, Ko, Ti, Td 11. 设置的方法

3-

4-

5-

PV (%)

注：在本地选择开关放置在远程位置（REM）时，C1至C4的变量也可以进行设定。

11.1 组态表

可调变量 参 数 值 含 义 单 位 参 数 值 代号 最小 最大 备 注C 1 Kc (关阀方向比例阀增益) 变量 0.1 99.9

C 2 Ko ((开阀方向比例阀增益) 变量 0.1 99.9

C 3 Ti (积分时间) 秒 0 999

C 4 Td (未使用) - - -

C 5 Mcs (最快关闭速度) 百分比 1 100

C 6 Mos (最快开阀速度) 百分比 1 100

百分比 0 70

C 7 Pss (阀位设定起始点)

% of 4-20mA 为给定输入信号到全关位信

号

百分比% 30 100

C 8 Pse (阀位设置终端)

% of 4-20mA 为给定输入信号到全开位信

号

秒sec 2 255

C 9 Tou (阀位偏差大于4%,跟踪时间输出报

警)

C10 故障情况下： 1=关阀, 2=开阀, 3=锁位代号 1 3

代号 0 2

C11 ESD (EV1)模式: 0=不存在, 1= 当断

电时，动作, 2= 当通电时，通电动

作；

C12 EV2模式 : 0=不存在 ;

代号 0 4

1=当断电时动作, 2=当通电时动作

[输入端子号 TB2 2, 3 ]

3=当断电时动作, 4=通电时动作

[输入端子号 TB2 4, 6 ]

代号 1 3

C13 EV1和EV2作用：

1=关阀, 2=开阀, 3=锁位

C14 比例阀驱动卡：

代号 0 2

0=无报警；

1=带报警（延时）；

2 =带报警（无延）

C15 偏差大于C17%比例增益（快关） 变量 0.1 99.9

C16 偏差大于C18%比例增益（快开） 变量 0.1 99.9

百分比 0.1 100

C17 在关阀时起点的比例增益（从正常位到快

速动作）（阀位偏差的百分比）

C18 在开阀时起点的比例增益（从正常位到快

速动作）（阀位偏差的百分比）

百分比 0.1 100

C19 信号给定SP模拟量输入滤波器

0=无均值 , 1=2 个取样均值 , 2=4 个

取样均值 , 3=8 个取样均值

代号 0 3

C20 . 反馈PV模拟输入滤波器 ：

0=无均值 ,1=2个取样均值 ,2=4 个取

样均值 , 3=8个取样均值

代号 0 3

C21 ESD (EV1, EV2)启动紧急动作

ESD(EV1,EV2)之前的延时

秒 0.0 10.0

C22 ESD作用最小持续时间：在这期间，紧急

作用处于动态状态

秒 1 100

C23 继电器RL1模式：0=当执行机构置于

REMOTE模式，无报警；1=仅通电，而无报

警（与执行机构模式无关）

代号 0 1

C24 继电器RL2模式：

0=选择模式在ROMOTE位置，为通电。

1=锁位状态下，为断电。

代号 0 1

C25 比例阀驱动反相

0=正常；1=反相 代号 r 0 1 变换开与

关方向

C26 积分作用极限（最快速度输出的百分

比）

百分比 1 100

C27 积分作用复位计时

（当设定值是<2% 或r >98%时）

秒 0 255

C28 反作用设定模式：

0=正常设定值模式

4mA 信号为全关阀位 , 20mA信号为全开

阀位;

1=反作用设定值模式：

4mA为全开阀位 , 20mA为全关阀位;

代号 0 1

C29 单作用、双作用执行机构ESD模式：

0= 单作用执行机构模式

1=双作用执行机构模式

代号 0 1

C99 比例阀卡的测试：

0= 正常模式

1=调节器－开环 回路

无指令：输出＝0%

手动开阀： 输出＝＋10%

手动关阀： 输出＝－10%

代号 0 1