[發(fā)明專利]一種提高閥門控制精度的系統(tǒng)及其控制方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410846694.0
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104482273A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 戴慶瑜
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術領域

本發(fā)明屬于閥門控制技術領域，具體涉及一種提高閥門控制精度的方法，用于生產過程中流量控制執(zhí)行器的精度。

背景技術

在化工廠等自動化生產過程中，閥門是最常見的流體控制控制執(zhí)行器。隨著生產線自動化程度的提高，滿足不同用途的各種閥門得到了越來越多的普遍應用，對其控制精度的要求也越來越高，并且因此成為最重要的一個技術指標而在價格上形成很大差距。以應用最廣泛的電動閥門為例，BTG公司進口的0.02%高精度的步進式電動閥門價格數萬元；是同類型普通閥門價格的十倍,?這種高成本給企業(yè)推廣實施工業(yè)化生產線自動控制帶來很大壓力。

電動閥門中作為流體流量控制執(zhí)行器的常用部件，其中運動部件既需要克服靜摩擦產生相對于閥體的運動，又要求每一次變化量越小越好，因為每一次運動產生的變化量越小，控制精度就越高。例如上述的步進式電機驅動的閥門由全開到全關5000次完成；而普通的電機驅動閥門僅需要80—100次，從而造成控制精度的巨大差別。雖然隨著科學技術的進步，高精度閥門的價格有所下降，但是距離市場的需求還存在一定距離。所以如果能夠在利用現(xiàn)有的自動化生產線條件下稍加改進后，在不增加系統(tǒng)成本的基礎上仍然采用普通電動閥門條件下來實現(xiàn)流量控制精度的提高，當然是最理想的選擇。

發(fā)明內容

為克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種提高閥門控制精度的系統(tǒng)及其控制方法，具有控制精度高、成本低、控制方便的特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種提高閥門控制精度的系統(tǒng)，包括有控制器，控制器分別與主管道上的流量計和電動閥門相連；在流量計與電動閥門之間的主管道上還設有第一手動閥門；電動閥門下端的主管道上設有第二手動閥門；在主管道上設有與第一手動閥門、電動閥門及第二手動閥門并連的第三手動閥門；主管道的流體輸入端與加壓泵相連。

所述的流量計采用電磁流量計。

一種提高閥門控制精度的方法，設置自動化生產線的流量控制系統(tǒng)穩(wěn)定工作狀態(tài)下所有4個閥門的工作狀態(tài)，實現(xiàn)粗、細調節(jié)相組合，包括以下步驟：

首先，使電動閥門支路和與之并行連接的手動閥門支路一起組成流量控制執(zhí)行器，與串接在同一主管道上的流量計一起組成流量閉環(huán)控制系統(tǒng)；

其次，流量閉環(huán)控制系統(tǒng)根據流量計實際檢測的流量與設定流量進行實時比較，并發(fā)出指令，通過電動閥門關閉或打開動作實現(xiàn)流量微小調節(jié)；

第三，粗調功能與細調功能的實現(xiàn)，具體做法是：

1）將原來穩(wěn)定工作狀態(tài)下完全關閉的第三手動閥門打開適當開到總流量2/4～3/4的開度，使大部分流體流量的從第三手動閥門處流過，并使其在穩(wěn)定工作狀態(tài)下轉變?yōu)榱髁靠刂葡到y(tǒng)中執(zhí)行器的一部分，此為粗調環(huán)節(jié)；

2）把電動閥門兩端的第一手動閥門和第二手動閥門分別由原來穩(wěn)定工作狀態(tài)下完全打開狀態(tài)調節(jié)到部分打開狀態(tài)，且第一手動閥門的開度必須大于第二手動閥門的開度，使得每次引起的流量的變化量△F大大減小，整個系統(tǒng)對于流量的控制精度相對于原來可提高3～5倍，電動閥門與第一手動閥門、第二手動閥門一起組合成為流量控制執(zhí)行器的另一部分，此為細調環(huán)節(jié)。

系統(tǒng)穩(wěn)定工作狀態(tài)下，原來備用的旁路管道與安裝電動閥門的主管道共同完成流體流量有效控制。

本發(fā)明的有益效果是：

基于已有管路結構及和流量自動控制系統(tǒng)的工作原理，以及在生產線穩(wěn)定工作狀態(tài)下流體流量基本不變的實際情況，如果我們把與電動閥門并連的第三手動閥門作為流量粗調利用起來，而把電動閥門和其前后二端的第一手動閥門、第二手動閥門有機組合作為流量細調利用起來。完全能夠實現(xiàn)在控制系統(tǒng)不增加任何成本的基礎上，巧妙利用現(xiàn)有幾個閥門組合完成生產線正常狀態(tài)下流體流量控制精度的大幅度提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖。

圖2為自動控制狀態(tài)下流量示意圖。

具體實施方案

下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本實施例以食品廠中液流體管路的流量控制系統(tǒng)為例進行說明。無論控制的流體是液體還是氣體

參見圖1，一種提高閥門控制精度的系統(tǒng)，包括有控制器1，控制器分別與主管道2上的流量計3和電動閥門4相連；在流量計3與電動閥門之間的主管道上還設有第一手動閥門5；電動閥門4下端的主管道上設有第二手動閥門6；在主管道2上設有與第一手動閥門5、電動閥門4及第二手動閥門6并連的第三手動閥門7；主管道的流體輸入端與加壓泵8相連。

其工作過程如下：