[發明專利]基于智能定位器的氣動閥門特性參數檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202110156284.3
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112945542A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 姜家驥;江愛朋;張博;王浩棟;王浩坤;趙偉杰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01M13/003
• 分類號: G01M13/003;G01B21/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發明針對帶有定位器的氣動調節閥的位置精度指標檢測過程嚴重耗時，檢測結果重復性嚴重不足，提供了一種基于智能定位器的氣動閥門特性參數檢測裝置及方法。通過上位機輸入控制信號后，智能定位器接收控制信號并利用其控制算法進行實時穩定地控制調節閥開度。信息采集模塊與上位機的自動邏輯計算相配合，得出氣動調節閥特性參數始終點偏差、死區、基本誤差、回差和額定行程偏差，與標準相比較。若符合則打印出廠報表，不符合則對用戶發出警報。本裝置滿足了調節閥位置精度生產檢驗需求和裝配調試效率，提高了控制精度，有利于生產企業提升產品質量水平。

技術領域

本發明涉及調節閥檢測的技術領域，特別是涉及一種基于智能定位器的氣動閥門特性參數檢測裝置及方法。

背景技術

隨著現代工業自動化程度的不斷提高，調節閥日益廣泛地應用于冶金、能源、化工、石油、軍事、水利等工業部門，發揮著不可替代的作用。智能閥門定位器是氣動調節閥的核心部件，是實現閥門精確定位的重要附件，其內部控制算法是實現閥門開度精確定位的關鍵。閥門定位器的先進性決定著調節閥市場發展，其中控制算法的先進性無疑是代表定位器先進水平的關鍵因素。目前，國內外企業針對調節閥的位置精度指標和智能閥門定位器控制策略基本采用游標卡尺或者百分表定位調試檢測，其檢測過程耗時嚴重，檢測結果重復性嚴重不足。

位置精度作為調節閥的調節性能重要技術指標，直接作用于死區、基本誤差、始終點偏差、回差和額定行程偏差。控制閥的位置精度是由執行機構、閥體、定位器共同連接配合所影響。同時，對于調節閥開度的控制，如果每次都需要人為的手動調節，會導致生產測試效率大大降低。想要提高調節閥的使用效率，最大程度的發揮其作用，就需要對閥門開度實現有效的、精確的遠程智能控制。

發明內容

本發明針對帶有定位器的氣動調節閥的位置精度指標檢測過程嚴重耗時，檢測結果重復性嚴重不足，提供了一種基于智能定位器的氣動閥門特性參數檢測裝置及方法。該裝置通過上位機輸入控制信號后，智能定位器接收控制信號并利用其控制算法進行實時穩定地控制調節閥開度。數據采集模塊與上位機的自動邏輯計算相配合，得出氣動調節閥特性參數始終點偏差、死區、基本誤差、回差和額定行程偏差，與標準相比較。若符合則打印出廠報表，不符合則對用戶發出警報。本裝置滿足了調節閥位置精度生產檢驗需求和裝配調試效率，提高了控制精度，有利于生產企業提升產品質量水平。

基于智能定位器的氣動閥門特性參數檢測裝置包括以下模塊：信號采集模塊、信號輸入模塊、智能定位器、開關式壓電閥、執行機構、上位機、人機交互模塊和報警模塊。所述的人機交互模塊用于將預設氣動調節閥規格指標發送給智能定位器；所述的信息采集模塊利用高精度位移傳感器檢測采集執行機構中閥桿處外接隨動平衡桿的相對移動距離，實時采集調節閥反饋位移值(當前閥位值)，將當前閥位值發送給上位機和智能定位器；所述的上位機接收信息采集模塊采集的調節閥反饋位移值(當前閥位值)，通過圖表實時記錄當前閥位值與目標閥位值，并計算氣動調節閥特性參數：死區、回差、基本誤差、始終點偏差和額定行程偏差，若檢測結果均符合標準，則打印報表，否則調用報警模塊，提示用戶某項指標不符合標準；上位機將設定閥位值以數字信號的方式輸入信號輸入模塊，信號輸入模塊用于將數字信號轉換為電信號后發送給智能定位器；所述的人機交互模塊用于向智能定位器輸入調節閥規格、控制精度、額定行程。所述的智能定位器根據當前閥位值和設定閥位值，調用內部的控制策略，輸出相應電信號以控制進氣/排氣閥門開度，進氣/排氣閥門開度變化后帶動氣動執行機構動作，從而實現閥位精確、穩定地控制；

本發明給出的基于智能定位器的氣動閥門特性參數檢測方法通過以下步驟來實現：

步驟A1：通過人機交互模塊，用戶預設氣動調節閥規格指標，包括控制精度β和調節閥額定行程L。

步驟A2：智能定位器接收上位機通過信號輸入模塊的目標閥位值r(t)和信號采集模塊采集的當前閥位值c(t)。

步驟A3：將目標閥位值r(t)和當前閥位值c(t)進行實時比較，如果r(t)-c(t)＞ε，則進入步驟A4，否則進入步驟A5。