[發(fā)明專利]一種基于串級控制的層流質(zhì)量流量控制系統(tǒng)及控制方法

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• 申請日: 2021-09-16
• 公開（公告）號: CN113741560A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張龍娟
• 申請（專利權(quán)）人: 張龍娟
• 主分類號: G05D7/06
• 分類號: G05D7/06
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

一種基于串級控制的層流質(zhì)量流量控制系統(tǒng)及控制方法，包括層流元件、集成傳感器、電子控制部分、高壓側(cè)檢測口、低壓側(cè)檢測口、調(diào)節(jié)閥、連接管道一、副控制回路壓力傳感器、連接管道二、第二溫度傳感器。當流量設(shè)定值與檢測值有偏差時，該偏差送入主控制器，主控制器經(jīng)過計算輸出壓力設(shè)定值，該設(shè)定值與壓力檢測值比較后其偏差送給副控制器，副控制器經(jīng)過計算輸出控制信號給調(diào)節(jié)閥，使壓力達到設(shè)定值。接著進一步調(diào)節(jié)流量值并檢側(cè)，流量設(shè)定值與該檢測值比較后，其偏差送入主控制器進一步調(diào)節(jié)流量，如此循環(huán)往復(fù)，使流量達到設(shè)定值。本發(fā)明具有抗干擾能力強、控制精度高、穩(wěn)定性好、超調(diào)小、過渡過程短、收斂速度快的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流量測量及控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于串級控制的層流質(zhì)量流量控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

層流質(zhì)量流量控制器或控制系統(tǒng)是很多工業(yè)控制領(lǐng)域的重要部件，對很多工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要影響。然而，由于在層流質(zhì)量流量控制器或控制系統(tǒng)的實際運行中，經(jīng)常出現(xiàn)強干擾，例如，管道中的壓力經(jīng)常出現(xiàn)較大的波動等情況，常常會導(dǎo)致流量的控制精度、穩(wěn)定性等出現(xiàn)明顯下降。這種在強干擾下，層流質(zhì)量流量控制器或控制系統(tǒng)具有的控制精度低、穩(wěn)定性差的缺點，又導(dǎo)致層流質(zhì)量流量控制器或控制系統(tǒng)在很多應(yīng)用場所達不到使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于串級控制的層流質(zhì)量流量控制系統(tǒng)及控制方法，基于串級控制的層流質(zhì)量流量控制系統(tǒng)及控制方法產(chǎn)生的控制效果具有抗干擾能力強、控制精度高、穩(wěn)定性好、超調(diào)小、過渡過程短、收斂速度快的特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于串級控制的層流質(zhì)量流量控制系統(tǒng)，包括層流元件（1）、集成傳感器（2）、電子控制部分（3）、高壓側(cè)檢測口（15）、低壓側(cè)檢測口（16）、調(diào)節(jié)閥（12）、連接管道一（14）、副控制回路壓力傳感器（13）、連接管道二（17）、第二溫度傳感器（18）。

層流元件（1）設(shè)有低壓側(cè)檢測口（16）及高壓側(cè)檢測口（15）；低壓側(cè)檢測口（16）及高壓側(cè)檢測口（15）連接集成傳感器（2）；層流元件（1）兩端與連接管道一（14）、連接管道二（17）相連；連接管道一（14）上設(shè)有副控制回路壓力傳感器（13），前端連接調(diào)節(jié)閥（12）；連接管道二（17）上設(shè)有第二溫度傳感器（18）；所述的集成傳感器（2）、調(diào)節(jié)閥（12）、副控制回路壓力傳感器（13）及第二溫度傳感器（18）與電子控制部分（3）連通。

所述的電子控制部分（3）包括主控制器（4）、副控制器（5）、A/D轉(zhuǎn)換器（7）、D/A轉(zhuǎn)換器（6）、存儲器（8）、通信模塊（10）、電源模塊（9）、顯示屏（11）；主控制器（4）連接通信模塊（10）、副控制器（5）、A/D轉(zhuǎn)換器（7）、存儲器（8）、電源模塊（9）、顯示屏（11）及第二溫度傳感器（18）；A/D轉(zhuǎn)換器（7）連接主控制器（4）、副控制器（5）、集成傳感器（2）及副控制回路壓力傳感器（13）；D/A轉(zhuǎn)換器（6）連接調(diào)節(jié)閥（12）。

集成傳感器（2）包括壓力傳感器、壓差傳感器、第一溫度傳感器三個部分。集成傳感器與高壓側(cè)檢測口（15）、低壓側(cè)檢測口（16）相連接，集成傳感器（2）檢測高壓側(cè)檢測口（15）、低壓側(cè)檢測口（16）的壓力、壓差和溫度信號。這些檢測信號通過電子控制部分（3）的A/D轉(zhuǎn)換器（7）送入主控制器（4）。

流體依次流過調(diào)節(jié)閥（12）、連接管道一（14）、層流元件（1）、連接管道二（17）；

連接管道一（14）上安裝有副控制回路壓力傳感器（13），該壓力傳感器檢測閥門出口處的壓力值，副控制回路壓力傳感器（13）的信號送入A/D轉(zhuǎn)換器（7），經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器（7）轉(zhuǎn)換后送入副控制器（5）；

連接管道二（17）上安裝有第二溫度傳感器（18），第二溫度傳感器（18）的信號送入主控制器（4）；

副控制器（5）的輸出信號經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器（6）后送入調(diào)節(jié)閥（12），以調(diào)節(jié)閥門（12）的開度。