应用PLC系统设计节流装置的技术探讨

    在工业生产过程中，孔板节流装置的设计计算常由计算机完成。对直径比的迭代计算是确定流出系数的重要设计内容。由于迭代运算花费大量时间，加上迭代初值常影响其收敛性，因而难于对节流装置进行计算和检验。仪表车间常有备用的ＰＬＣ，根据标准ＩＥＣ６１１３１－３规定的反馈变量，其求值过程完全满足方程的迭代运算要求。因此，可采用符合ＩＥＣ６１１３１－３标准的编程软件，离线计算方程的根，实现直径比的迭代运算。

    １　节流装置的设计计算

    节流装置计算公式如下：

    因此，节流装置不能直接计算求解，需用迭代计算法求解。文献^［２］给出了计算机计算程序的框图。

    ２　ＰＬＣ程序中的反馈变量

    根据ＩＥＣ６１１３１－３标准^［３］，反馈路径是指一个网络的输出参数值返回到同一网络中作为输入参数时的连接路径，相应的变量称为反馈变量。反馈变量的求值规则如下：

    ａ）当第一次网络求值时，使用反馈变量的初始值。它可以是该数据类型的约定初始值；用户在变量初始化时规定的初始值；或当具有掉电保持属性的反馈变量在掉电前的数值。

    ｂ）随后，反馈变量的值根据反馈信号确定，即用反馈变量的新值作为该网络的输入值。

    由此可见，ＰＬＣ编程语言中的反馈变量具有迭代运算功能。其第一次初始值就是迭代初值，以后将用新的计算结果作为下一次迭代值。

    对非理想气体，用一个计算压缩系数Ｚ的示例进行说明。用Ｚ描述其偏离程度，其中Ｒ表示气体常数。即：

    统计力学指出，第二维里系数Ｂ反映两个气体分子间的相互作用对气体ｐ －Ｖ －Ｔ关系的影响。第三维里系数Ｃ反映三个气体分子间的相互作用对气体ｐ －Ｖ －Ｔ关系的影响等。用功能块编程语言编写的程序如图１所示。

    图１中，ＭＵＬ，ＤＩＶ，ＡＤＤ———乘、除和加函数；Ｔ———温度，℃；Ｖ——— 体积，ｃｍ^３；根据上述工程单位，气体常数Ｒ＝８３．１４。Ｂ和Ｃ是维里系数。根据文献^［４］的数据，对异丙醇，Ｂ＝－３８８．０（ｃｍ^３·ｍｏｌ^－１），Ｃ＝－２６　０００．０（ｃｍ^６·ｍｏｌ^－２）。 计 算２００℃，１ＭＰａ异丙醇的压缩系数时，可将数据作为变量初始值输入，并下载和运行。

    运行后的结果用在线显示方式显示，如图２所示。