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智能電氣閥門系統控制優化方法研究

時間::2018-07-12 17:43:04 作者:: 點擊: :5170 次

  上海電氣閥門有限公司表示,隨著科學計算的發展,工業生產的自動化技術也不斷提高,調節閥作為電氣自動控制系統中的重要部分,其性能的高低和總體電氣控制系統的控制精度以及產品質量具有較強的關聯性。閥門定位器是智能電氣閥的關鍵部件,其能夠有效解決閥桿的摩擦力以及介質的不均衡干擾,進而提高調節閥的控制效率和準確性。閥門定位器在工業生產中具有重要的作用,隨著過程控制技術的發展,定位器的性能也應逐漸增強。當前越來越多的公司,如ABB、FISHER公司等生產出了智能化的電氣閥門定位器,這些智能定位器具有自主化、簡便化等優勢。

  當前的智能電氣閥門定位器大都依據力平衡理論進行設計。通過重復調整不同的彈簧螺釘實現力均衡,最終對流量進行有效的控制。電氣定位器的結構較為單一,并且容易受到溫度、振動變化的干擾,對安裝檢修技術的要求較高;并且需要對定位器零點,以及行程進行多次調整。智能電氣閥門定位器控制模型,需要操作人員現場對部件的氣腔體積、氣源的變化性、電氣轉換模塊的非線性等參數進行調整,存在效率低、誤差大以及時間滯后等問題。因此,需要新一代的智能電氣閥門定位器解決這些問題。

  智能電氣閥門定位器工作原理分析

  智能閥門定位器主要用于調控控制閥,采集控制器輸出的電流控制信號,通過氣壓信號調控閥門。調控閥產生動作后,閥桿會產生一定的位移,并將相關的信號傳遞到閥門定位器。定位器對輸入控制信號和閥位反饋信號進行對比分析,如果兩種信號不同,則促使閥門的驅動部件進行工作,直至兩種信號相同為止。如果兩種信號相同,則驅動部件不會對閥位進行調節。智能電氣閥門定位器具有控制精度高、自主分析性強、效率高等優勢。

  智能電氣閥門定位器的工作原理用圖1描述,關鍵的控制電路是單片機,其可采集控制器的閥門開度信號(4~20mA),獲取該信號同實際的開度反饋信號差,按照該信號差的方向以及大小產生電壓信號并對電氣動放大器PV1以及PV2進行控制。

  隨著電子技術的不斷發展,單片機的集成度也不斷增強,進而提高總體部件的運行效率和準確性;以單片機為基礎的系統中主要采用PID控制算法完成定位控制;但是隨著設備復雜程度的增加,這種控制方法的弊端逐漸顯現。主要是由于氣壓經過單向閥A以及B的開關對閥門膜頭的進氣以及出氣量進行調控,促使閥芯的位置發生變化,從而對氣氛的開度進行適當的調控,實現閥門的準確定位。如果正信號誤差較大,則產生的一系列信號將會導致單向閥A快速開啟,單向閥B閉合,使得閥門膜頭的氣壓增加,否則負信號誤差較大時,產生的信號使得閥快速A閉合,閥B快速開啟,使得閥門膜頭氣壓降低,慣性增大。如果信號差是零,則產生的信號使得閥A和B都閉合,此時閥門膜頭氣壓的穩定性被破壞,形成控制信號模糊化,控制超調現象,影響控制精度。

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