[發(fā)明專利]一種多級(jí)式穩(wěn)壓控制方法及控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711448944.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108105140B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鋼鐵;李方志;劉曉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南軍信環(huán)保股份有限公司
• 主分類號(hào): F04D27/00
• 分類號(hào): F04D27/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;蔣維特

本發(fā)明公開了一種多級(jí)式穩(wěn)壓控制方法及系統(tǒng)，方法包括：設(shè)置壓力控制的目標(biāo)壓力區(qū)間，當(dāng)實(shí)時(shí)壓力值不位于所述目標(biāo)壓力區(qū)間時(shí)，根據(jù)所述實(shí)時(shí)壓力值與所述目標(biāo)壓力區(qū)間之間的壓力差值確定調(diào)整步長，根據(jù)所述調(diào)整步長調(diào)整風(fēng)機(jī)的輸出壓力；所述壓力差值越大，所述調(diào)整步長越大。本發(fā)明具有可有效穩(wěn)定氣管內(nèi)的氣體壓力，為用氣端設(shè)備可靠提供穩(wěn)定的氣壓，有效消除供氣管線內(nèi)的氣壓振蕩等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體壓力控制領(lǐng)域，尤其涉及一種多級(jí)式穩(wěn)壓控制方法及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有離心式增壓風(fēng)機(jī)作為動(dòng)力設(shè)備的供氣系統(tǒng)通常如圖1所示，通過增壓風(fēng)機(jī)對氣源的供氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，提供給用氣端，增壓風(fēng)機(jī)通過控制端進(jìn)行控制。以目標(biāo)壓力為190mbar的供氣系統(tǒng)為例進(jìn)行說明，氣源：壓力為15-30mbar的沼氣；增壓風(fēng)機(jī)：離心式的沼氣增壓風(fēng)機(jī)，輸出能力為1000 Nm3/h，功率為35Kw；控制端：變頻器、壓力傳感器、PLC控制系統(tǒng)、人機(jī)界面；用氣端：兩臺(tái)600kW?h的沼氣發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)4t的沼氣鍋爐、一套4t的干化系統(tǒng)。該供氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，用氣端的用氣量經(jīng)常出現(xiàn)大幅度的變化，如啟動(dòng)或者停止用氣端之一或者用氣端的功率發(fā)生變化，這就需要人工及時(shí)調(diào)整增壓泵的輸出功率（改變運(yùn)行頻率），才能保持供氣管線的工藝壓力。否則，就會(huì)導(dǎo)致供氣管線壓力過高或者過低，進(jìn)而導(dǎo)致用氣端設(shè)備停運(yùn)，對生產(chǎn)和設(shè)備造成重大影響。現(xiàn)有技術(shù)中采用PID調(diào)節(jié)法，可以降低人工控制帶來的風(fēng)險(xiǎn)并節(jié)省人力成本，但是，現(xiàn)有的PID調(diào)節(jié)法還存在如下缺陷：1、在控制非線性、時(shí)變、耦合及參數(shù)和結(jié)構(gòu)不確定的復(fù)雜過程時(shí)，工作得不是很好；2、PID控制器不能控制復(fù)雜過程，無論怎么調(diào)整參數(shù)都沒有用；具體表現(xiàn)為：在用PID方法調(diào)試的過程中，因?yàn)橛脷舛说挠脷饬炕臼翘幱谧兓癄顟B(tài)，這就導(dǎo)致氣管內(nèi)的氣壓也一直在變化，此時(shí)無論參數(shù)如何調(diào)整，都無法穩(wěn)定氣管內(nèi)的壓力，氣管內(nèi)的振蕩現(xiàn)象一直都存在。對于列舉的供氣系統(tǒng)，PID調(diào)節(jié)法雖然能夠使供氣系統(tǒng)運(yùn)行下去，但是無法消除氣管內(nèi)的振蕩現(xiàn)象，沼氣增壓風(fēng)機(jī)的出口壓力會(huì)在150mbar-220mbar之間來回波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可有效穩(wěn)定氣管內(nèi)的氣體壓力，為用氣端設(shè)備可靠提供穩(wěn)定的氣壓，有效消除供氣管線內(nèi)的氣壓振蕩的多級(jí)式穩(wěn)壓控制方法及控制系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種多級(jí)式穩(wěn)壓控制方法，設(shè)置壓力控制的目標(biāo)壓力區(qū)間，當(dāng)實(shí)時(shí)壓力值不位于所述目標(biāo)壓力區(qū)間時(shí)，根據(jù)所述實(shí)時(shí)壓力值與所述目標(biāo)壓力區(qū)間之間的壓力差值確定調(diào)整步長，根據(jù)所述調(diào)整步長調(diào)整風(fēng)機(jī)的輸出壓力；所述壓力差值越大，所述調(diào)整步長越大。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述壓力差值一定時(shí)，在進(jìn)行升壓控制時(shí)的調(diào)整步長大于在降壓控制時(shí)的調(diào)整步長。

進(jìn)一步地，在低于所述目標(biāo)壓力區(qū)間的范圍，設(shè)置有多級(jí)不重疊的增壓區(qū)間，每級(jí)增壓區(qū)間對應(yīng)一個(gè)預(yù)設(shè)的升壓調(diào)整步長，當(dāng)所述實(shí)時(shí)壓力值位于所述增壓區(qū)間時(shí)，根據(jù)與所述增壓區(qū)間對應(yīng)的升壓調(diào)整步長調(diào)整風(fēng)機(jī)的輸出壓力；在高于所述目標(biāo)壓力區(qū)間的范圍，設(shè)置有多級(jí)不重疊的降壓區(qū)間，每級(jí)降壓區(qū)間對應(yīng)一個(gè)預(yù)設(shè)的降壓調(diào)整步長，當(dāng)所述實(shí)時(shí)壓力值位于所述降壓區(qū)間時(shí)，根據(jù)與所述降壓區(qū)間對應(yīng)的降壓調(diào)整步長調(diào)整風(fēng)機(jī)的輸出壓力。

進(jìn)一步地，當(dāng)風(fēng)機(jī)的數(shù)量大于1臺(tái)時(shí)，按照預(yù)先確定的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)順序啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，在已啟動(dòng)的風(fēng)機(jī)的最大輸出壓力不滿足目標(biāo)壓力區(qū)間時(shí)，啟動(dòng)下一臺(tái)風(fēng)機(jī)。

進(jìn)一步地，有1臺(tái)以上風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)需要進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)時(shí)，對輸出壓力值最大的風(fēng)機(jī)進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)，當(dāng)需要進(jìn)行升壓調(diào)節(jié)時(shí)，對輸出壓力值最小的風(fēng)機(jī)進(jìn)行升壓調(diào)節(jié)；

或者：

有1臺(tái)以上風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，控制各風(fēng)機(jī)以相同的頻率運(yùn)行，在需要進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)時(shí)，同時(shí)對各風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

一種多級(jí)式穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，包括至少1臺(tái)風(fēng)機(jī)、壓力監(jiān)測模塊和控制模塊；

所述壓力監(jiān)測模塊用于監(jiān)測實(shí)時(shí)壓力值；