用PLC可编程序控制器控制的气动隔膜泵操作方便、性能良好、运行可靠，达到预期的效果。同时，PLC的又一应用进一步证明:把计算机功能完备，灵活性好，通用性强的优点与继电器系统简单易懂、功率大的优点结合起来，用PLC控制取代单纯的继电、接触控制，是当代各类机械及其生产过程最理想的控制方案。其实现的方法如下

　　一、气动隔膜泵控制要求

　　气动隔膜泵中液体的输送靠气体推动隔膜交替地进液、排液来完成。输送流量的多少，取决于进液、排液的动作时问。控制功能，除泵的启仃、隔膜的排液进液动作以外，还包括集液箱的液位检测与控制，流量累计与显示，特别是隔膜破裂预极警及全破裂事故报警。集液箱内液体是系统中需要通过泵传送的介质，它的出口与泵连接。上电后，集液箱进液阀打开进液。为保证箱内液体源源不断地提供给泵，必须对其液位进行定时检测。当液位低于下限值时，报警并停泵;当液体高到上限位时，进液阀门关闭停止进液。隔膜可谓泵的心脏，一旦发生破裂，就可能造成不堪设想的后果。因此，隔膜工作状杰的随机监测尤为重要，系统不仅要有隔膜全破裂事故报警、自动关泵、投人备用泵，还希望有破裂预报警。引进的气动隔膜泵继电控制系统却不能实现这一重要功能。同时，流量的计算定时由时问继电器来整定，精度低。液位也是另外的装置控制，使得操作极不方便，可靠性大大降低。为此，我们确定选用目前国内外先进的PLC可编程程序控制器来控制气动隔膜泵。

　　二、PLC基本原理

　　PLC按系统程序赋予的功能，接受并存储从编程器键入的用户程序和数据，用扫描的方式接受现场输入装置的数据或状态，并存入输入状态或数据寄存器中;诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误等。PLC进人运行状态后，从存储器逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令规定的任务产生相应的控制信号去启闭有关的控制门电路，分时、分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算等任务。根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容，再由输出状态表的位状态或数据寄存器的有关内容，实现输出控制，制表打印或数据通信等功能。

　　CPU从首地址开始按次序逐条扫描所有的寄存器地址，执行用户输入的全部功能，直至用户输入程序结束。在扫描期间，对线圈通、断状态的逻辑设定，取决于输入的用户逻辑程序指令。这些线圈的状态可以立即被下面的逻辑功能所用。在对逻辑的描结束后，CPU从输入模块读入新的输人状态，并把逻辑执行中的新数据提供给输出模块。

　　接着编程器服务，即接受逻辑与/或来更改它的显示。在编程器服务后，CPU对它的内部硬件进行检查，并使监控定时器复位。它的作用是确保存贮器内部线路故障不致引起CPU进行无限制循环。

　　输入强制I/O。当内部检查结束后，CPU回到扫描的开始，继续从0000地址开始按顺序扫描逻辑功能，这样的循环扫描操作从CPU通电开始进行，直至断电结束。

　　扫描操作也提供了一个固定的可定义的逻辑判定程序，按程序的次序来求解功能，一个功能的结果可以立即用于后继逻辑中，消除了复杂逻辑的竞争问题。

　　四、控制系统设计

　　根据隔膜泵的控制要求，我们确定选用日本三菱公司的F1-40MR小型可编程序控制器该控制器总点数为40，其中输人为24点，输出为16点，适用于顺序逻辑量控制。同时还有足够的辅助继电器。整机抗干扰能力强，工作环境要求低，一般场合均能使用，可靠性极高。F1-40MR为继电器输出，每只触点容量为AC220V / 1.2A，寿命20万次，并具有输入/输出相应的LED显示作自我诊断

　　控制系统流程见图3. I/O配置接线为，PLC输人单元的输入定义号为X400-- X407, X500- X507,X410-X413, X510-X513，依次分配给泵的启、仃控制按钮，集液箱液位接近开关，隔膜检测电子开关及报警、消除控制按钮。输出定义号为Y430-- Y437, Y530-Y537，依次分配给隔膜泵、集液箱，备用泵等三个电磁阀，一个流量检测，四对蜂呜器和指示灯。由于电磁阀功率较大，因此输出部分采用JQX-10F小型继电器过渡，以提高可排性。根据流程图及系统配置的通道编号，很容易画出梯形图，再按PLC语言编程。

　　气动隔膜泵是以压缩空气为动力和按照1：1比率的设计而进行工作的。一个隔膜室的内侧将被交替地增压而同时另一个隔膜室被排空。这会导致通过紧固在隔膜中央(以金属板连接)的普通杆连接的隔膜产生摆动。(因为一个隔膜在执行排放冲程而另一个则在对应的隔膜室中被拉动并执行吸气冲程)。空气压力作用于隔膜的整个内表面，同时液体从隔膜的对应侧排出。隔膜在排放冲程期间以平稳的状态工作，  同时允许泵以超过200英尺(61米)水柱的输送压头进行工作。

　　为获得最长的隔膜使用期，应使隔膜泵尽可能靠近被泵输送的液体。当正的吸入压头超过10英尺 (3．048米)的液体高度时，可能需要一个背压式调节装置，以限度地提高l辅膜的寿命。对隔膜室的交替式增压和排空通过一个安装在外部的液控4路阀芯式空气分配阀来实现。当阀芯移动到阀体的一个端头时，入口压力作用于一个隔膜室，而另一个隔膜室则被排空。当当阀芯移动到阀体的另一端头时，作用于隔膜室中的压力相反。空气分配阀的阀芯通过内部的控制阀来移动，该控制阀轮流施压于该空气分配阀的阀芯的一个端头，而排空另一个端头。当隔膜板接触到执行器的柱塞时，控制阀会在隔膜冲程的每一端移动。然后该执行器的柱塞就会将控制阀的阀芯的端头推向启动空气分配阀的位置。隔膜室与带有为每一个隔膜室配备的进水管和出水管止回阀的歧管相连，保持液体通过泵的单向流动。

　　气动隔膜泵安装其实很简单，最主要就是要细心，还有就是按照说明指定的慢慢安装就可以。

　　吸入管的管径不得小于泵入口端口径，如输送高粘度流体时，吸入管的管径大于泵入口口径。入口端的吸入配管必须耐用，没有皱折，才能够产生高真空状态。出口配管的管径至少要与出口径相等，或者稍微大些以降低摩擦损失。所有配管及接头必须是密封不漏的，否则会降低泵的自吸能力。

　　安装：如若忽略安装细节，长期以来的细心策划、研究及挑选将仍可能导致不佳泵送效果及影响泵的使用寿命。

　　位置：噪音、安全及其他逻辑因素通常都对设备应安装的位置有要求。有冲突要求的并联安装将可能导致使用区域的阻塞，影响到其他泵的安装。

　　使用：首先，泵的位置必须是便于使用的，这样将便于维修人员进行日常检查及调试。

　　供气：每台泵应有一条通气管，且通气管应能提供足以达到理想泵送流量的空气量。气压按不同泵送需求而定，但勿超过7BAR。（125PSI）

　　安装高度：请充分考虑泵的自吸能力以避免自吸减少的问题。

　　管路：直至考虑过每个可能发生管路问题的位置后才能最终决定泵位。

　　安装应选择在一个最短及最直进出口管路的连接处。应尽量避免额外的弯管及管件设施。泵体应能独立支撑所有管路。而且，管路应有序排列以避免给泵体管路装置产生应力。

　　可以安装活动软管以消除泵自然往返动作而产生的应力。若要将泵体与一固定底座连接，在泵体及底座间的安置缓冲垫将有助减少泵体震动。

　　如果泵将用于泵送细致介质,则须确认所有的管道接头必须是密封不外漏的，而且自吸的扬程须于泵的能力所及之内。

　　要停止泵在紧急情况下的运作，只需关上安装在气管上的“截止”阀门。一个适当的功能阀将终止泵的供气，从而阻止输出。“截止”阀门应安装在离泵不远的地方以便应付紧急情况。

　　1．拆卸气动隔膜泵之前，将左右边的气室及液室分别标上记号以助于后续的再组装动作。

　　2．使用扳手将连接出口管与液室的小卡箍松开，拆除出口管即可看到阀球和阀座，拿出球和座并检查泵的其他备件有磨损、化学腐蚀、裂痕等现象。

　　3．使用扳手将连接进口管与液室的小卡箍松开，拆除出口管即可看到阀球和阀座，拿出球和座并检查泵的其他备件有磨损、化学腐蚀、裂痕等现象。

　　4．使用扳手将液室和泵的中间体分开，拆除液室即可看到膜片及膜片夹板。

　　5．使用工具或扳手固定膜片外夹板左右边缘，将隔膜装置与中间体分开。然后顺时针旋转松开隔膜装置。移出膜片外夹板后，将轴从中间体取出。

　　6．使用夹钳（加垫木板）将轴与膜片装置分开，检查轴、夹板、膜片是否损坏和腐蚀现象。

　　7．安装从步骤6到步骤1

　　泵有动作，但是流量小或完全没有液体流出：

　　1．检查泵的气穴现象，降低泵的速度让液体进入液室。

　　2．检查阀球是否卡住。如果操作液体与泵的弹性体不相容，弹性体会有膨胀的现象发生。请更换适当材质的弹性体。

　　3．检查泵入口的接头是否完全锁紧不漏，尤其是入口端阀球附近的卡箍需锁紧。

　　泵的空气阀结冰：

　　检查压缩空气含水量是否过高，安装空气干燥设备

　　泵的出口有气泡产生：

　　检查膜片是否破裂，检查卡箍是否锁紧，尤其是入口管卡箍。

　　产品自空气排放口流出：

　　检查膜片是否破裂，检查膜片及内外夹板在轴上是否夹紧

　　阀发出嘎嘎声：增加出口或入口扬程。

　　泵拆卸及再组装指南：

　　警告：在修泵之前，需先将空气来源配管从泵拆除，并且将泵中的空气压力排放掉。拆除所有连接泵的出入口的管线，然后将泵内的流体排放到适当的容器内。戴防护帽、眼镜、手套

　　泵没有动作或运作很慢：

　　1．检查空气入口端的滤网或空气过滤装置是否有杂质。

　　2．检查空气阀是否卡住，用清洁液清洗空气阀。

　　3．检查空气阀是否磨损，必要时更换新的零件。

　　4．检查中心体的密封零件状况，如果严重磨损，则无法达到密封效果，而且空气会从空气出口端排掉。由于其特别构造，请只使用GLYD圈。

　　5．检查空气阀中的活塞活动是否正常。

　　6．检查润滑油的种类。添加的润滑油如果高于建议用油的粘度，则活塞可能卡住或运作不正常。建议使用轻薄及抗冻的润滑油。（ISO等级15/5WT的抗冻油）

　　气动隔膜泵可以输送高粘度、大颗粒介质，可输送易然、易爆介质，具有自吸能力，还可置于介质内运行。该型泵没有轴封，无泄漏。另外，其制造成本低，具有离心泵、螺杆泵、转子泵等型泵无法比拟的优点。但是，该型泵由于是靠隔膜不断往复运动来达到输液目的，而隔膜往往是非金属材料制成，如橡胶、聚四氟乙烯，非金属的疲劳寿命往往很短，现在国外气动隔膜泵的疲劳寿命次数一般在2000万次左右，的也不过5000万次。而国内气动隔膜泵的疲劳寿命次数一般在300万次以下，正是此原因，大大影响国内气动隔膜泵的广泛使用。

　　1、隔膜改进

　　根据市场的需要，我厂于98年开发了气动隔膜泵系列产品，个规格是40口径，参照国外样机设计后，泵运行动作正常，但是经过多次实验，隔膜耐疲劳不超过200万次，于是进行隔膜攻关。首先，因为隔膜在泵内以很快的速度进行往复运动，特别是气体压力在0. 7MPa时，往复次数达145次每分钟，一般实际使用时，往复次数在30 } 60次每分钟左右。要提高隔膜的疲劳寿命，必需限度地减少隔膜的应力集中，于是从隔膜的外形着手，只要不影响隔膜安装，将波形隔膜的波形半径尽量加大，所有过渡圆角也尽量加大。其次，从隔膜的材料进行攻关，橡胶原料采用进口胶，帘子布采用特殊型号，硫化工艺进行严格控制，每道工序进行严格把关，制造了10件样品。

　　2、隔膜压盖的改进

　　对隔膜破裂的原因进行分析，发现都是在隔膜压盖接触位置破裂，而且空气腔发现许多粉末，说明造成隔膜破裂的主要原因是因为隔膜压盖对隔膜压得太死，以及压盖不断与隔膜碰撞和磨擦所致，于是决定改进压盖和隔膜(压盖与隔膜改进前的装配如图2所示)。首先，压盖加大且一个是平的，另一个是圆弧形，使隔膜运动时与压盖的接触始终是沿着圆弧压盖的圆弧边成一条线接触.

　　1.泵吸花生酱、泡菜、土豆泥、小红肠、果酱、苹果酱、巧克力等。

　　2.泵吸油漆、树胶、颜料。

　　3.粘合剂和胶水、全部种类可用泵吸取。

　　4.各种瓦、瓷、砖器及陶器釉浆。

　　5.油井钻好后，用泵吸沉积物及灌浆。

　　6.泵吸各种乳剂和填料。

　　7.泵吸各种污水。

　　8.用泵为油轮，驳船清仓吸取仓内污水。

　　9.啤酒花及发酵粉稀浆、糖浆、糖蜜。

　　10.泵吸矿井、坑道、隧道、选矿、矿渣中的积水。泵吸水泥灌浆及灰浆。

　　11.各种橡胶浆。

　　12.各种磨料、腐蚀剂、石油及泥浆、清洗油垢及一般容器。

　　13.各种剧毒、易燃、易挥发液体。

　　14.各种强酸、强碱、强腐蚀液体。

　　15.各种高温液体可耐150℃。

　　16.作为各种固液体分离设备的前级送压装置