CN101551674A - 温控蒸汽入口的流量控制系统及方法 - Google Patents

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CN101551674A CNA2009100115536A CN200910011553A CN101551674A CN 101551674 A CN101551674 A CN 101551674A CN A2009100115536 A CNA2009100115536 A CN A2009100115536A CN 200910011553 A CN200910011553 A CN 200910011553A CN 101551674 A CN101551674 A CN 101551674A
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王方义
黄树林
张兆清
李元凯
刘传亮
赵树奇
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Hengli Petrochemical Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种温控蒸汽入口的流量控制系统及方法，该系统包括：压力变送器、仪表、电－气转换器和执行器。该控制方法，包括以下步骤：(1)压力变送器测得蒸汽入口处的压力电信号，并将该压力电信号反馈给仪表；(2)仪表将反馈信号与给定值进行比较，并输出一电信号给电－气转换器；(3)电－气转换器将电信号转换为对应的气压信号；(4)执行器根据气压信号控制、调节气控流量调节阀的开口大小，以控制蒸汽的流量。本发明提供的蒸汽流量控制系统及方法能根据所需蒸汽流量随时自动调节阀的开口大小，在加热开始需要大流量蒸汽时，能反应出充足的蒸汽流量，加热速度迅速。

Description

温控蒸汽入口的流量控制系统及方法
技术领域
本发明涉及流量控制系统领域，特别涉及一种温控蒸汽入口的流量控制系统及方法。
背景技术
压延生产线是轮胎制造厂生产轮胎的关键设备。在压延机工作时，必须给压延主机的辊筒加热后才能工作。在加热刚开始时，由于辊筒温度低，加热管路内气压小，需要大流量的蒸汽进行热交换来加热辊筒，随着加热的进行需要蒸汽的量会逐渐减少。这一过程伴随着蒸汽入口的流量的变化过程，基于加热速度及精度的要求我们开发出温控蒸汽入口的流量控制系统。
现有技术是在温控装置的蒸汽入口处安装有一个手动减压阀用来调节蒸汽的压力。由于这种阀不能根据所需蒸汽流量随时自动调节阀的开口，所以在加热开始需要大流量蒸汽时，反应出蒸汽流量不够，加热速度慢。
发明内容
为了克服上述手动减压阀的不足，本发明提供了一种温控蒸汽入口的流量控制系统，包括：
一压力变送器，用于测得蒸汽入口处的压力电信号，并将该压力电信号反馈给仪表。
一仪表，用于将反馈信号与给定值进行比较，并输出一电信号给电-气转换器。
一电-气转换器，用于将电信号转换为对应的气压信号。
一执行器，用于根据气压信号控制、调节气控流量调节阀的开口大小。
所述仪表包括：
一比较器，用于将反馈信号与给定值进行比较。
一PID(比例积分微分)计算器，用于根据反馈信号及给定值进行PID计算，并输出一电信号。
本发明提供的一种温控蒸汽入口的流量控制方法，包括以下步骤：
(1)压力变送器测得蒸汽入口处的压力电信号，并将该压力电信号反馈给仪表。
(2)仪表将反馈信号与给定值进行比较计算后，输出一电信号给电-气转换器。
(3)电-气转换器将电信号转换为对应的气压信号。
(4)执行器根据气压信号控制、调节气控流量调节阀的开口大小，以控制蒸汽的流量。
所述步骤(2)包括以下子步骤：
(21)比较器将反馈信号与给定值进行比较；如果反馈信号大于给定值，则仪表无输出，气控流量调节阀关闭；如果反馈信号小于给定值，则仪表根据反馈信号与给定值的差值大小输出一相应大小的电信号，来控制气控流量调节阀的开口大小，以控制蒸汽流量的大小。
(22)PID计算器根据反馈信号及给定值进行PID计算，计算方法如下公式所示：
u＝KcX[e+(1/T)∫edt+Td(de/dt)]；
其中，U为相对于偏差为e时PID计算器的变化量；Kc为比例控制的放大倍数；e为调节器的输入，即被控变量测量值与调节器的给定值之差；T为积分时间；Td为微分时间；de/dt为偏差对时间的导数，偏差的变化速度。
此公式表明：偏差刚一出现时，微分作用的输出变化最大，使控制输出大幅增加，产生一个较强的超前控制作用，以拟制偏差的进一步增大。随后微分作用逐渐消失，积分作用在输出逐渐变主导地位，以便慢慢的将余差消除。
本发明的优点在于：
1、本发明提供的温控蒸汽入口的流量控制系统及方法能根据所需蒸汽流量随时自动调节阀的开口大小。
2、本发明提供的温控蒸汽入口的流量控制系统及方法在加热开始需要大流量蒸汽时，能反应出充足的蒸汽流量，加热速度迅速。
附图说明
图1本发明温控蒸汽入口的流量控制系统结构示意图。
图2本发明仪表结构图。
图3本发明温控蒸汽入口的流量控制方法流程图。
图4本发明反馈信号与给定值比较并进行PID计算的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明做详细说明。
本实施例提供的温控蒸汽入口的流量控制系统由气控流量调节阀，气源三联件，压力变送器，电-气转换器，仪表，执行器等组成。(如图1)仪表进一步包括：比较器和PID计算器。(如图2)
该流量控制方法的流程，如图3所示，由压力变送器测得蒸汽入口的压力电信号，此信号反馈给仪表，仪表将反馈信号与给定值比较并进行PID计算后(如图4)给电-气转换器一电信号，电-气转换器输出一个与输入电信号对应的气压，用此气压来控制执行器气控流量调节阀的开口大小。
该控制方法的具体步骤如下：
(1)压力变送器测得蒸汽入口处的压力电信号，并将该压力电信号反馈给仪表。
(2)仪表将反馈信号与给定值进行比较计算后，输出一电信号给电-气转换器。包括以下子步骤：
(21)比较器将反馈信号与给定值进行比较；如果反馈信号大于给定值，则仪表无输出，气控流量调节阀关闭；如果反馈信号小于给定值，则仪表根据反馈信号与给定值的差值大小输出一相应大小的电信号，来控制气控流量调节阀的开口大小，以控制蒸汽流量的大小。
(22)PID计算器根据反馈信号及给定值进行PID计算，计算方法如公式
u＝KcX[e+(1/T)∫edt+Td(de/dt)]；
其中，U为相对于偏差为e时PID计算器的变化量；Kc为比例控制的放大倍数；e为调节器的输入，即被控变量测量值与调节器的给定值之差；T为积分时间；Td为微分时间；de/dt为偏差对时间的导数，偏差的变化速度。
此公式表明：偏差刚一出现时，微分作用的输出变化最大，使控制输出大幅增加，产生一个较强的超前控制作用，以拟制偏差的进一步增大。随后微分作用逐渐消失，积分作用在输出逐渐变主导地位，以便慢慢的将余差消除。
(3)电-气转换器将电信号转换为对应的气压信号。
(4)执行器根据气压信号控制、调节气控流量调节阀的开口大小，以控制蒸汽的流量。

Claims (4)

1、一种温控蒸汽入口的流量控制系统，其特征在于，所述流量控制系统包括：
一压力变送器，用于测得蒸汽入口处的压力电信号，并将该压力电信号反馈给仪表；
一仪表，用于将反馈信号与给定值进行比较，并输出一电信号给电-气转换器；
一电-气转换器，用于将电信号转换为对应的气压信号；
一执行器，用于根据气压信号控制、调节气控流量调节阀的开口大小。
2、根据权利要求1所述的流量控制系统，其特征在于，所述仪表包括：
一比较器，用于将反馈信号与给定值进行比较；
一比例积分微分计算器，用于根据反馈信号及给定值进行比例积分微分计算，并输出一电信号。
3、一种温控蒸汽入口的流量控制方法，包括以下步骤：
(1)压力变送器测得蒸汽入口处的压力电信号，并将该压力电信号反馈给仪表；
(2)仪表将反馈信号与给定值进行比较，并输出一电信号给电-气转换器；
(3)电-气转换器将电信号转换为对应的气压信号；
(4)执行器根据气压信号控制、调节气控流量调节阀的开口大小，以控制蒸汽的流量。
4、根据权利要求3所述的流量控制方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下子步骤：
(21)比较器将反馈信号与给定值进行比较；如果反馈信号大于给定值，则仪表无输出，气控流量调节阀关闭；如果反馈信号小于给定值，则；仪表根据反馈信号与给定值的差值大小输出一相应大小的电信号，来控制气控流量调节阀的开口大小，以控制蒸汽流量的大小；
(22)比例积分微分计算器根据反馈信号及给定值进行比例积分微分计算；具体计算公式如下：u＝KcX[e+(1/T)∫edt+Td(de/dt)]；
其中，U为相对于偏差为e时比例积分微分计算器的变化量；Kc为比例控制的放大倍数；e为调节器的输入，即被控变量测量值与调节器的给定值之差；T为积分时间；Td为微分时间；de/dt为偏差对时间的导数，偏差的变化速度；
比例积分微分计算器根据反馈信号及给定值的偏差，进行如上计算，并输出一电信号。
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