[發(fā)明專利]雙容單回路液位系統(tǒng)的控制方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110384940.1
• 申請(qǐng)日: 2011-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN103105864A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李星月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李星月
• 主分類號(hào): G05D9/12
• 分類號(hào): G05D9/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙容單回路液位系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)

液位是工業(yè)過程生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的控制參數(shù)之一，對(duì)所需的控制對(duì)象進(jìn)行精確的液位控制，關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，是保障生產(chǎn)效果和安全的重要問題。因而，液位的控制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用前景。

控制理論經(jīng)歷了經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論兩個(gè)發(fā)展階段，現(xiàn)在已進(jìn)入了非線性智能控制理論發(fā)展時(shí)期。從控制理論解決的問題而論，很多重大的、根本的問題，如可控性、可觀測(cè)性、穩(wěn)定性等，在傳統(tǒng)控制中都建立了比較完善的理論體系。應(yīng)用傳統(tǒng)控制理論基本能夠滿足工程技術(shù)及各種其它領(lǐng)域的需要。但是隨著工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域中自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與適應(yīng)能力的要求也越來越高。自從上世紀(jì)80年代以來，電子計(jì)算機(jī)的快速更新?lián)Q代和計(jì)算技術(shù)的高速度發(fā)展，推動(dòng)了控制理論研究的深入開展，并進(jìn)入了新的一段歷程。隨著控制理論的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多先進(jìn)的控制算法。但是，以PID為原理的各種控制器仍是過程控制中不可或缺的基本控制單元。至今，PID控制算法在世界范圍內(nèi)80％以上的工業(yè)過程中被采用，PID控制技術(shù)已經(jīng)得到了很好的發(fā)展，研究者提出了許多控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和參數(shù)調(diào)整理論。這是因?yàn)镻ID控制具有結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)、控制效果好等特點(diǎn)，且PID算法原理簡明，參數(shù)物理意義明確，理論分析體系完整，為廣大控制工程師所熟悉。

液位控制系統(tǒng)是以液位為被控參數(shù)的系統(tǒng)，它在工業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域被廣泛的涉及到。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有很多地方需要對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行液位控制，使液位高精度地保持在給定的數(shù)值，如在建材行業(yè)中，玻璃窯爐液位的穩(wěn)定對(duì)窯爐的使用壽命和產(chǎn)品的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。還有在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是石油、化工以及冶金生產(chǎn)中也會(huì)經(jīng)常遇到液位控制問題。因此，對(duì)所需的控制對(duì)象進(jìn)行精確的液位控制，關(guān)系到控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是保障生產(chǎn)效果和安全的重要問題。

1939年，Taylor?Instrument?Company和Foxboro?Instrument?Company制造出完全具有PID控制功能的氣動(dòng)控制器。人們普遍認(rèn)為PID應(yīng)該被稱之為智能控制，因?yàn)樗腔谏a(chǎn)操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)。發(fā)明者通過觀察認(rèn)為，控制器應(yīng)該象一個(gè)熟練的操作者那樣去控制，減少直至消除系統(tǒng)中出現(xiàn)的誤差。在當(dāng)時(shí)PID控制面臨的有三個(gè)主要問題：(1)尋找一種簡單方法，能夠計(jì)算PID控制器的三個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)。(2)判斷生產(chǎn)過程是否可控。(3)PID控制器的操作不依賴于復(fù)雜易損的機(jī)械元件。理論研究主要集中在前兩個(gè)問題，1942年，給予部分解決。第二個(gè)問題是系統(tǒng)的可控性。第三個(gè)問題由于工業(yè)革命的飛速發(fā)展，今天的PID控制器基本使用電子元件和微處理器，已經(jīng)給予近乎完美的解決。

PID控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有近70年的歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。究其原因，是因?yàn)镻ID控制器有以下主要特點(diǎn)：(1)PID控制器簡單易懂，使用中不需要特別精確的系統(tǒng)模型。(2)使用性靈活，只需設(shè)定三個(gè)參數(shù)即可。在很多情況下，并不一定需要全部三個(gè)單元，可以取其中的一到兩個(gè)單元。(3)PID參數(shù)較易整定，也就是PID參數(shù)可以根據(jù)過程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)整定。如果過程的動(dòng)態(tài)特性變化，例如可能由負(fù)載的變化引起系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化，PID參數(shù)就可以重新整定。而階躍輸入響應(yīng)曲線是PID控制效果最重要的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。一般認(rèn)為階躍干擾是最嚴(yán)重的干擾，只要反饋控制系統(tǒng)能在此類干擾下在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能恢復(fù)到給定值，系統(tǒng)就是基本滿足要求的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種雙容單回路液位系統(tǒng)的控制方法，該雙容單回路液位系統(tǒng)的控制方法不僅具有良好的控制效果，且控制成本低，控制效果很好，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：雙容單回路液位系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

(a)首先，壓力變送器檢測(cè)到下水箱中的液位，并將檢測(cè)到的信號(hào)傳送到控制器中；

(b)然后，控制器根據(jù)送入的檢測(cè)信號(hào)，輸出調(diào)節(jié)指令至電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；

(c)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥根據(jù)控制器輸出的指令調(diào)節(jié)其開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入下水箱的水位高低。

通過磁力泵抽取儲(chǔ)水箱中的水至下水箱和上水箱。

本發(fā)明所用的雙容單回路液位系統(tǒng)，主要由儲(chǔ)水箱、設(shè)置在儲(chǔ)水箱上方的下水箱、以及設(shè)置在下水箱上方的上水箱構(gòu)成，所述儲(chǔ)水箱、下水箱、上水箱之間互相連通，還包括總閥，所述儲(chǔ)水箱、下水箱和上水箱均通過水管與總閥相連。

所述下水箱與總閥之間的水管上設(shè)置有壓力變送器。