CN102052514B - 一种智能阀门定位器简易控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能阀门定位器简易控制方法，包括以下步骤：将阀门从位置反馈点运行到位置指定点的过程分为微控范围4区、微控范围3区、微控范围2区、微控范围1区、死区五段，在微控范围4区内，阀门全速运行，在微控范围3区内，阀门以中速运行，在微控范围2区内阀门以低速运行，在微控范围1区内阀门以次低速运行，在死区范围内阀门停止；本发明的有益效果是：实现智能阀门定位器简单、有效控制。

Description

一种智能阀门定位器简易控制方法
技术领域
本发明涉及一种定位器控制方法，特别涉及一种智能阀门定位器简易控制方法。
背景技术
在石油、化工、制药、热工、材料和轻工等行业领域中，为了对温度、流量、压力、成分等被控变量进行稳定、精确、快速控制，必须使用阀门定位器。智能阀门定位器由于具有模型简单，反应快速，控制精度高等一系列的优点，取代传统的机械式定位器已经成为一种趋势。目前智能阀门定位器的控制方法主要有以下三种：一是常规的模糊控制方法，由于要对比例系数P、积分系数I、微分系数D三个参数进行模糊化，其模糊算法的参数标定非常复杂。二是九点控制器方法，在具体控制系统应用设计中，九点控制器方法的控制参数要经过多次调整才可以使系统总体性能最优，控制参数的标定也较为复杂。其控制参数与性能指标间的定量关系及其控制参数之间的配置关系也需进一步的研究。三是模糊控制与PID控制结合起来的自适应模糊PID控制方法，虽然该方法可以使系统达到较满意的控制效果，但仍需对参数模糊化，去模糊等一系列操作，仍很复杂。因此简单、精确的智能阀门定位器控制方法成为目前研究的热点。
发明内容
鉴于上述现有技术状况，本发明的目的是提供一种简易的智能阀门定位器控制方法，其原理是比较阀门反馈位置与指定值，若存在偏差，则根据控制方法输出相应指令给压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的气流量，使阀门运行到与指定值相同的位置。与以往的控制方法相比，该控制方法简单，可以使系统达到满意的控制效果。具体技术方案是：一种智能阀门定位器简易控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
将阀门从位置反馈点运行到位置指定点的过程分为微控范围4区、微控范围3区、微控范围2区、微控范围1区、死区五段，在微控范围4区内，阀门全速运行，在微控范围3区内，阀门以中速运行，在微控范围2区内阀门以低速运行，在微控范围1区内阀门以次低速运行，在死区范围内阀门停止； 
设定在全速运行阶段，脉宽调制信号的脉冲宽度等于脉宽调制信号的周期，在中速运行阶段，脉宽调制信号的脉冲宽度等于0.6倍的脉宽调制信号周期，在低速运行阶段，脉宽调制信号的脉冲宽度是保证阀门微动的脉宽调制信号的最小脉冲宽度的2倍，在次低速运行阶段，脉宽调制信号的脉冲宽度是保证阀门微动的脉宽调制信号的最小脉冲宽度的1.5倍；
设定吸气惯量值、排气惯量值在阀门定位器初始化过程中测得，死区值大于0小于调整值1，调整值1小于调整值2，调整值2小于排气惯量，调整值2小于吸气惯量；
设定当所述的阀门位置反馈点的值大于阀门位置指定点的值时，死区范围起点为阀门位置指定点的值，终点为阀门位置指定点的值加上死区值。微控范围1起点为阀门位置指定点的值加上死区值，终点为阀门位置指定点的值加上调整值1；微控范围2区的起点为阀门位置指定点的值加上调整值1，终点为阀门位置指定点的值加上调整值2；微控范围3区的起点为阀门位置指定点的值加上调整值2，终点为阀门指定点的值加上阀门的吸气惯量值；微控范围4区的起点为阀门位置指定点的值加上阀门的吸气惯量值，终点为阀门位置反馈值；
设定当所述的阀门位置反馈点的值小于阀门位置指定点的值时，死区范围起点为阀门位置指定点的值，终点为阀门位置指定点的值减去死区值；微控范围1区起点为阀门位置指定点的值减去死区值，终点为阀门位置指定点的值减去调整值1；微控范围2区的起点为阀门位置指定点的值减去调整值1，终点为阀门位置指定点的值减去调整值2；微控范围3区的起点为阀门位置指定点的值减去调整值2，终点为阀门指定点的值减去阀门的排气惯量值；微控范围4区的起点为阀门位置指定点的值减去阀门的排气惯量值，终点为阀门位置反馈值；
所述控制方法的软件系统程序流程步骤如下：
（1）、采集阀门定位器的位置反馈点的值和阀门位置指定点的值；
（2）、比较阀门定位器的位置反馈点的值和阀门位置指定点的值，并求出偏
差；
（3）、根据偏差判断当前阀门位置，若处于死区范围则停止，否则判断当前阀门位置所处的微控范围，并执行相应的速度控制程序；
（4）、返回步骤（1）。
本发明的有益效果是：实现智能阀门定位器简单、有效控制。
附图说明
附图1是本发明的分段控制示意图。
附图2是本发明的程序流程图。
具体实施方式
如图1、2所示，智能阀门定位器采用单片机对阀门位置指定点的值和阀门反馈点的值作比较，如果单片机检测到有偏差，则根据偏差大小判断阀门当前所处的微控范围，相应的调节阀门速度，直到阀门运行到死区范围停止。

Claims (1)

1.一种智能阀门定位器简易控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
将阀门从位置反馈点运行到位置指定点的过程分为微控范围4区、微控范围3区、微控范围2区、微控范围1区、死区五段，在微控范围4区内，阀门全速运行，在微控范围3区内，阀门以中速运行，在微控范围2区内阀门以低速运行，在微控范围1区内阀门以次低速运行，在死区范围内阀门停止； 
设定在全速运行阶段，脉宽调制信号的脉冲宽度等于脉宽调制信号的周期，在中速运行阶段，脉宽调制信号的脉冲宽度等于0.6倍的脉宽调制信号周期，在低速运行阶段，脉宽调制信号的脉冲宽度是保证阀门微动的脉宽调制信号的最小脉冲宽度的2倍，在次低速运行阶段，脉宽调制信号的脉冲宽度是保证阀门微动的脉宽调制信号的最小脉冲宽度的1.5倍；
吸气惯量值、排气惯量值在阀门定位器初始化过程中测得，死区值大于0小于调整值1，调整值1小于调整值2，调整值2小于排气惯量值，调整值2小于吸气惯量值；
设定当所述的阀门位置反馈点的值大于阀门位置指定点的值时，死区范围起点为阀门位置指定点的值，终点为阀门位置指定点的值加上死区值；
微控范围1区起点为阀门位置指定点的值加上死区值，终点为阀门位置指定点的值加上调整值1；微控范围2区的起点为阀门位置指定点的值加上调整值1，终点为阀门位置指定点的值加上调整值2；微控范围3区的起点为阀门位置指定点的值加上调整值2，终点为阀门指定点的值加上阀门的吸气惯量值；微控范围4区的起点为阀门位置指定点的值加上阀门的吸气惯量值，终点为阀门位置反馈点的值；
设定当所述的阀门位置反馈点的值小于阀门位置指定点的值时，死区范围起点为阀门位置指定点的值，终点为阀门位置指定点的值减去死区值；微控范围1区起点为阀门位置指定点的值减去死区值，终点为阀门位置指定点的值减去调整值1；微控范围2区的起点为阀门位置指定点的值减去调整值1，终点为阀门位置指定点的值减去调整值2；微控范围3区的起点为阀门位置指定点的值减去调整值2，终点为阀门指定点的值减去阀门的排气惯量值；微控范围4区的起点为阀门位置指定点的值减去阀门的排气惯量值，终点为阀门位置反馈点的值；
所述控制方法的软件系统程序流程步骤如下：
（1）、采集阀门定位器的位置反馈点的值和阀门位置指定点的值；
（2）、比较阀门定位器的位置反馈点的值和阀门位置指定点的值，并求出偏差；
（3）、根据偏差判断当前阀门位置，若处于死区范围则停止，否则判断当前阀门位置所处的微控范围，并执行相应的速度控制程序；
（4）、返回步骤（1）。
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