CN109683632A - 一种流量控制方法及装置 - Google Patents

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伍普照
贺文
程浩
张曦
刘东山
杨汉武
凌志辉
黎凯平
贺梁
胡喜斌
涂嵩
周亚雄
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means

Abstract

本发明公开了一种流量控制方法及装置，方法包括如下步骤：S1.根据给定流量，通过流量控制表计算确定控制量，以所述控制量对泵送设备进行流量控制；S2.当检测到所述泵送设备的实际流量与所述给定流量之间的偏差大于预设范围时，通过所述流量控制表计算微调控制量，对所述控制量进行修正。本发明具有控制精度高、响应速度快、控制稳定等优点。

Description

一种流量控制方法及装置
技术领域
本发明涉及流量控制领域，尤其涉及一种流量控制方法及装置，特别适应于液体的流量控制。
背景技术
在很多场合需要对液体流量进行控制，如变流器水冷模块试验台试验对象经常变化，当流量给定值改变时，尤其是模块定量灌液时，控制系统需要根据实际使用情况，自动调整实际输出流量，快速达到给定流量，而不出现流量超调、振荡现象。
变流器水冷模块试验台需要对冷却液的流量进行控制，特别是需要给水冷模块进行定量灌液时对流量控制要求更高。变流器水冷模块试验台的电气控制系统硬件组成，如图1所示，一般都是采用小型PLC加通用变频器的控制模式，通过PLC控制变频器，变频器控制通用水泵，再将出水流量反馈给PLC，形成闭环控制系统；电气控制系统软件一般都是采用PLC的PID控制指令来实现流量的控制。很多变流器水冷模块试验台在实际应用时，当流量给定时，控制系统容易出现流量超调、流量振荡，或者流量稳定时间过长等多种情况，这样不但影响系统效率，尤其是模块定量灌液时，难以满足系统要求。
申请号为201410839619.1的专利申请是本发明的背景技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种控制精度高、响应速度快、控制稳定的流量控制方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种流量控制方法，包括如下步骤：
S1.根据给定流量，通过流量控制表计算确定控制量，以所述控制量对泵送设备进行流量控制；
S2.当检测到所述泵送设备的实际流量与所述给定流量之间的偏差大于预设范围时，通过所述流量控制表计算微调控制量，对所述控制量进行修正。
进一步地，所述流量控制表为包括泵送设备流量和控制量；所述控制量包括变频器的输出频率和/或PLC AD值。
进一步地，所述流量控制表中所述变频器的输出频率以变频器的最小响应分辨率为分辨率，所述PLC AD值转换为频率以变频器的最小响应分辨率为分辨率。
进一步地，变频器的最小响应分辨率优选为0.1Hz。
进一步地，当所述给定流量或实际流量没有存储在所述流量控制表中时，通过线性插值的方式计算给定流量或实际流量的控制量。
进一步地，在步骤S2中，根据所述偏差和所述分辨率对应的流量变化量，计算得到所述微调控制量。
进一步地，所述泵送设备为水泵。
一种流量控制装置，包括开环控制模块和闭环修正模块；
所述开环控制模块用于根据给定流量，通过流量控制表计算确定控制量，以所述控制量对泵送设备进行流量控制；
所述闭环修正模块用于当检测到所述泵送设备的实际流量与所述给定流量之间的偏差大于预设范围时，通过所述流量控制表计算微调控制量，对所述控制量进行修正。
进一步地，所述流量控制表为包括泵送设备流量和控制量；所述控制量包括变频器的输出频率和/或PLC AD值，所述流量控制表中所述变频器的输出频率以变频器的最小响应分辨率为分辨率，所述PLC AD值转换为频率以变频器的最小响应分辨率为分辨率。
进一步地，在所述开环控制模块中，当所述给定流量没有存储在所述流量控制表中时，通过线性插值的方式计算给定流量的控制量；
在所述闭环修正模块中，当所述实际流量没有存储在所述流量控制表中时，通过线性插值的方式计算实际流量的控制量。
一种流量控制装置，包括处理器和存储器；所述存储器加载有可实现上所述控制方法的程序，所述处理器用于执行所述程序。
进一步地，所述装置为PLC控制装置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的闭环控制只需设置流量偏差值，几乎不需要调试，省去了复杂的PID调试环节；闭环调节快速稳定，不易出现超调、振荡现象；没有复杂的数学运算，尤其适用于PLC，控制效率高。
2、本发明计算量非常小，从而可以提高PLC设备的运行速度，提高控制的效率，在控制过程中对流量变化的响应速度快，控制精度高。
附图说明
图1为现有技术中水冷系统的硬件架构示意图。
图2为本发明具体实施例流程示意图。
图3为本发明具体实施例流量控制表结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图2所示，本实施例的流量控制方法，包括如下步骤：S1.根据给定流量，通过流量控制表计算确定控制量，以控制量对泵送设备进行流量控制；S2.当检测到泵送设备的实际流量与给定流量之间的偏差大于预设范围(超差)时，通过流量控制表计算微调控制量，对控制量进行修正。在本实施例中，控制量为PLC AD值，或者变频器输出频率值。如PLC采用西门子S7-200PLC，模拟量输出信号为0－20mA，0mA的AD值为0，对应最小工作频率0Hz，20mA的AD值为32000，对应最高工作频率50Hz，如图3所示。当PLC通过通信总线控制变频器时，PLC不需AD值的转换，直接下发频率。本实施例中，在步骤S2中，根据所述偏差和所述分辨率对应的流量变化量，计算得到所述微调控制量。以控制量的最大值除以分辨率，可以得到控制量的数量，如以变频器输出频率值的最大值为50Hz，分辨率为0.1Hz，则可计算得到控制量的数量为50/0.1＝500，由最大流量100m3/h除以500即可得到分辨率对应的流量变化量。本实施例中，泵送设备为水泵。
在本实施例中，如图3所示，流量控制表为包括泵送设备流量和控制量；控制量包括变频器的输出频率和/或PLC AD值。流量控制表中变频器的输出频率以变频器的最小响应分辨率为分辨率，PLC AD值转换为频率以变频器的最小响应分辨率为分辨率。最小响应分辨率优选为0.1Hz。流量控制表存在中PLC的数据存储区，并对数据区的所有存储字进行赋实际的常数值。当PLC通过模拟量输出控制变频器时，存储的常数值为输出频率的AD值；当PLC通过通信总线控制变频器时，存储的常数值直接为输出频率值。在本实施例中，控制量通过给定流量直接查表确定，微调控制量通过流量偏差值直接查表确定，仅需要根据实际流量和给定流量计算流量偏差值，计算量非常小，从而可以提高PLC设备的运行速度，提高控制的效率，在控制过程中对流量变化的响应速度快，控制精度高。
在本实施例中，西门子S7-200PL为例，为了实现对流量的精确控制，流量控制表中存储的值以0.1Hz为分辨率。对于以模拟量控制的变频器，PLC内部创建表格，以AD值存储方式：
//将0.0-0.9Hz对应的AD量赋值给VW0-VW18共10个存储字，西门子设备按VW0、VW2的方式存储
VW0 0，64，128，192，256，320，384，448，512，576
//将1.0-1.9Hz对应的AD量赋值给VW20-VW28共10个存储字
VW20 640，704，768，832，896，960，1024，1088，1152，1216
…
//将40.0-49.9Hz对应的AD量赋值给VW500-VW580共10个存储字
VW20 31424，31488，31552，832，31616，31680，31744，31808，31872，31936
而对于以通信总线控制的变频器，PLC内部创建表格，直接以频率存储方式。
在本实施例中，当给定流量或实际流量没有存储在流量控制表中时，通过线性插值的方式计算给定流量或实际流量的控制量。
在本实施例中，通过流量控制表计算微调控制量，对控制量进行修正时，根据偏差的大小，当为正差时，在控制量的基础上减微调量，否则，在控制量的基础上加微调量。
本实施例的流量控制装置，包括开环控制模块和闭环修正模块；开环控制模块用于根据给定流量，通过流量控制表计算确定控制量，以控制量对泵送设备进行流量控制；闭环修正模块用于当检测到泵送设备的实际流量与给定流量之间的偏差大于预设范围时，通过流量控制表计算微调控制量，对控制量进行修正。流量控制表为包括泵送设备流量和控制量；控制量包括变频器的输出频率和/或PLC AD值，流量控制表中变频器的输出频率以0.1Hz为分辨率，PLC AD值转换为频率以0.1Hz为分辨率。在开环控制模块中，当给定流量没有存储在流量控制表中时，通过线性插值的方式计算给定流量的控制量；在闭环修正模块中，当实际流量没有存储在流量控制表中时，通过线性插值的方式计算实际流量的控制量。
本实施例的流量控制装置，包括处理器和存储器；存储器加载有可实现上述控制方法的程序，处理器用于执行程序。装置为PLC控制装置。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种流量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.根据给定流量，通过流量控制表计算确定控制量，以所述控制量对泵送设备进行流量控制；
S2.当检测到所述泵送设备的实际流量与所述给定流量之间的偏差大于预设范围时，通过所述流量控制表计算微调控制量，对所述控制量进行修正。
2.根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于：所述流量控制表为包括泵送设备流量和控制量；所述控制量包括变频器的输出频率和/或PLC AD值。
3.根据权利要求2所述的流量控制方法，其特征在于：所述流量控制表中所述变频器的输出频率以变频器的最小响应分辨率为分辨率，所述PLC AD值转换为频率以变频器的最小响应分辨率为分辨率。
4.根据权利要求3所述的流量控制方法，其特征在于：当所述给定流量或实际流量没有存储在所述流量控制表中时，通过线性插值的方式计算给定流量或实际流量的控制量。
5.根据权利要求4所述的流量控制方法，其特征在于：在步骤S2中，根据所述偏差和所述分辨率对应的流量变化量，计算得到所述微调控制量。
6.一种流量控制装置，其特征在于：包括开环控制模块和闭环修正模块；
所述开环控制模块用于根据给定流量，通过流量控制表计算确定控制量，以所述控制量对泵送设备进行流量控制；
所述闭环修正模块用于当检测到所述泵送设备的实际流量与所述给定流量之间的偏差大于预设范围时，通过所述流量控制表计算微调控制量，对所述控制量进行修正。
7.根据权利要求6所述的流量控制装置，其特征在于：所述流量控制表为包括泵送设备流量和控制量；所述控制量包括变频器的输出频率和/或PLC AD值，所述流量控制表中所述变频器的输出频率以0.1Hz为分辨率，所述PLC AD值转换为频率以0.1Hz为分辨率。
8.根据权利要求7所述的流量控制装置，其特征在于：在所述开环控制模块中，当所述给定流量没有存储在所述流量控制表中时，通过线性插值的方式计算给定流量的控制量；
在所述闭环修正模块中，当所述实际流量没有存储在所述流量控制表中时，通过线性插值的方式计算实际流量的控制量。
9.一种流量控制装置，其特征在于：包括处理器和存储器；所述存储器加载有可实现权利要求1至5任一项所述控制方法的程序，所述处理器用于执行所述程序。
10.根据权利要求9所述的流量控制装置，其特征在于：所述装置为PLC控制装置。
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