[發明專利]一種磁性液體循環裝置的電氣控制方法

在審

• 申請號: 202110020438.6
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112847144A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉念明;李文堅
• 申請（專利權）人: 湖南工匠實創智能機器有限責任公司
• 主分類號: B24B57/02
• 分類號: B24B57/02;B24B57/00;G05D7/06
• 代理公司: 長沙中科啟明知識產權代理事務所(普通合伙) 43226
• 代理人: 譚勇

本發明公開了一種磁性液體循環裝置的電氣控制方法，在硬件上工控機通過總線連接IO板卡，以獲取傳感器數據和輸出控制信號；同時工控機運行控制程序，實現閉環控制功能和輔助控制功能；閉環控制功能實現磁性液體流量和粘度的雙閉環控制，將傳感器獲取的實際流量和粘度數值進行預處理并與用戶設置的目標值做比較，采用優化的控制算法輸出控制指令，調整離心泵轉速和加水泵開關，實現磁性液體流量和粘度的高精度穩定控制，閉環控制功還能同時完成流量和粘度曲線繪制；輔助控制功能控制蠕動泵啟停及其轉速，還控制磁場的開關。本發明降低了系統硬件成本，提高了控制精度和穩定性，整個系統結構緊湊，尺寸小巧，接線簡潔。

技術領域

本發明是涉及磁性液體循環的電氣控制技術領域，具體地說是涉及一種磁性液體循環裝置的電氣控制方法。

背景技術

磁性液體又稱磁流體、鐵磁流體或磁液，是一種新型的功能材料，它既具有液體的流動性又具有固體磁性材料的磁性。是由直徑為納米量級(10納米以下)的磁性固體顆粒、基載液(也叫媒體)以及界面活性劑三者混合而成的一種穩定的膠狀液體。該流體在靜態時無磁性吸引力，當外加磁場作用時，才表現出磁性，正因如此，它才在實際中有著廣泛的應用，在理論上具有很高的學術價值。用納米金屬及合金粉末生產的磁流體性能優異，可廣泛應用于各種苛刻條件的磁性流體密封、減震、醫療器械、聲音調節、光顯示、磁流體選礦等領域。

磁性液體拋光技術是一種先進的光學冷加工工藝技術，加工過程主要包括以下幾個流程：

(1)由離心泵將罐體中的磁性液體抽取到管路中并輸送到功能頭，參與光學器件的拋光加工；

(2)由蠕動泵將功能頭處的磁性液體回收到罐體中。

傳統的磁性液體循環裝置電氣控制，通常采用帶有多個PCI卡槽的工控機，搭配具有不同功能的PCI卡實現，控制軟件邏輯和界面HMI通常基于高級語言如C++/C#等開發，采用多線程方式實現多任務的執行。

傳統的磁性液體循環裝置電氣控制方法，存在以下弊端：

(1)工控機PCI接口資源有限，不利于后續擴展板卡和功能；

(2)各類PCI板卡還需要接口板才能與設備連接，系統結構復雜、占用空間多、接線繁瑣；

(3)軟件開發難度大，可擴展性差；

(4)控制軟件中的多任務無法做到實時處理；

(5)系統硬件成本高，維護難度大。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種磁性液體循環裝置的電氣控制方法，一種磁性液體循環裝置的電氣控制方法，包括以下步驟：

S1：根據實際需求，在控制軟件上預先設置流量和粘度的所需數值，硬件上工控機通過總線連接IO板卡，以獲取傳感器數據和輸出控制信號；

S2：工控機內的控制系統運行，控制輔助功能和閉環功能同時開始運行；

S3：閉環控制功能實現磁性液體流量和粘度的雙閉環控制，將傳感器獲取的實際流量和粘度數值進行預處理并與預先設置的目標值做比較，采用優化的控制算法輸出控制指令，調整離心泵轉速和加水泵開關，并且同時完成流量和粘度曲線繪制，實現磁性液體流量和粘度的高精度穩定控制；

S4：輔助功能不僅控制蠕動泵啟停及其轉速，還控制磁場的開關，按照控制程序上預先設置的條件運行。

優選地，所述流量的閉環控制調整為：由流量控制程序將采集到的流量數據進行分析處理；

當采集到的流量數據大于預先設置的流量數值時，流量控制程序將閉環算法計算出的指令反饋至離心泵，控制離心泵的轉速減小，流量數據采集將按照減小后的離心泵轉速繼續運行直至實現預先設置的流量所述數值；