Điều khiển bơm định lượng: tay, xung, 4-20mA và tự động hóa

Bơm định lượng là bơm thể tích, mỗi chu kỳ đẩy đi một thể tích chất lỏng cố định. Vì vậy lưu lượng được điều chỉnh bằng hai biến: chiều dài hành trình (stroke length — thể tích mỗi nhát bơm) và tần suất (số nhát bơm trong một phút). Tăng hành trình làm mỗi liều lớn hơn; tăng tần suất làm châm dày nhịp hơn.

Việc điều khiển là tác động lên một hoặc cả hai biến này. Núm chỉnh tay có thể đổi hành trình; xung hoặc 4–20mA có thể tác động lên tần suất, hành trình hoặc bộ truyền động tùy cấu hình. Không nên suy ra lưu lượng thực chỉ từ tỷ lệ điểm đặt: cần kiểm tra bằng phép đo tại chính áp suất, môi chất và điều kiện vận hành của hệ thống.

Đây là kiểu điều khiển cơ bản: người vận hành xoay núm để đặt phần trăm hành trình, từ đó cố định lưu lượng ở một điểm. Không cần tín hiệu điều khiển bên ngoài, không cần PLC, nên chi phí lắp đặt thấp và ít hỏng vặt. Phù hợp khi lưu lượng cần châm gần như không đổi — ví dụ châm hóa chất theo định mức cố định cho một dây chuyền chạy ổn định.

Hạn chế là mỗi lần đổi định mức phải chỉnh tay tại chỗ, và bơm không tự phản ứng khi tải hoặc chất lượng nước đầu vào thay đổi. Khi cần liều thay đổi liên tục theo điều kiện thực tế, nên dùng tín hiệu xung hoặc 4-20mA.

Tín hiệu xung (pulse): mỗi xung điện kích bơm thực hiện một hoặc một số nhát bơm. Nguồn xung thường là đồng hồ lưu lượng phát xung — nước chảy qua càng nhiều thì xung càng dày, bơm châm càng nhiều. Cách này giữ tỉ lệ hóa chất trên thể tích nước ổn định mà không cần tính toán phức tạp.

Tín hiệu 4–20mA: là tín hiệu dòng điện analog thường dùng giữa cảm biến, bộ điều khiển và PLC. Mỗi hệ thống phải khai báo rõ 4 mA và 20 mA tương ứng với giá trị nào; sau đó bộ điều khiển hoặc bơm mới quy đổi tín hiệu thành điểm đặt. Tín hiệu có thể đến từ bộ điều khiển pH/ORP, lưu lượng kế analog hoặc PLC. Kiểu đấu dây, nguồn cấp, chiều tác động và dải scale phải theo sơ đồ của đúng thiết bị.

Khi liều châm phải phản ứng theo điều kiện thực tế, bơm được đặt trong một vòng điều khiển. Cảm biến gửi giá trị về bộ điều khiển hoặc PLC; thiết bị này so với điểm đặt rồi xuất xung hoặc 4–20mA cho bơm. Một vòng điều khiển hoàn chỉnh còn cần điều kiện cho phép chạy, chẳng hạn mức hóa chất đủ, có dòng nước chính hoặc không có cảnh báo quá liều. Logic interlock và giá trị giới hạn phải do hồ sơ công nghệ của hệ thống xác định.

Ví dụ, đồng hồ lưu lượng có thể phát xung để châm PAC theo lượng nước thô; bộ điều khiển pH có thể xuất 4–20mA để thay đổi điểm đặt bơm axit hoặc kiềm. Với khu vực có nguy cơ cháy nổ, cần kiểm tra chứng nhận của đúng model, motor, tủ điều khiển và phạm vi lắp đặt; không kết luận chỉ từ tên series bơm.

Quy tắc chọn đơn giản: điểm châm ổn định có thể dùng chỉnh tay; cần giữ tỉ lệ hóa chất theo lượng nước thì cân nhắc xung; cần điều chỉnh liên tục theo giá trị cảm biến hoặc kết nối PLC/SCADA thì đánh giá 4–20mA. Vật liệu đầu bơm được chọn theo môi chất, áp suất và nhiệt độ; đây là quyết định tách biệt với kiểu điều khiển.

Khả năng nhận xung, 4–20mA hoặc điều chỉnh bằng biến tần không mặc định theo công nghệ bơm. Khi chọn cấu hình cần xác nhận bốn điểm: tín hiệu đầu vào có sẵn, dải lưu lượng cần điều chỉnh, bộ truyền động của bơm và yêu cầu liên động an toàn. Sau khi đấu nối, xem thêm quy trình hiệu chỉnh lưu lượng bằng ống chuẩn để xác nhận đầu ra thực.