CN111468326A - 一种pid控制方法及涂料闭环供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种PID控制方法，包括：设定涂料的给定质量流量值；根据给定质量流量值调整涂料的输出质量流量值。相应地，本发明还提供一种涂料闭环供给系统，其包括：涂料压力罐；空气供给管道，用于将压缩空气输送至涂料压力罐；调节阀，用于控制输入到涂料压力罐中的空气压力；压力传感器，用于检测涂料所受的空气压力；液位传感器，用于检测涂料压力罐中涂料的液位；涂料输送管，用于将涂料输送至喷涂装置；喷涂装置；质量流量计，用于检测涂料的输出质量流量值；PID控制器，用于根据设定涂料的给定质量流量值调整涂料的输出质量流量值。本发明在大大节省供釉系统的成本同时也实现了对涂料的质量流量值的高精度控制。

Description

一种PID控制方法及涂料闭环供给系统
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，具体而言，涉及一种PID控制方法及涂料闭环供给系统。
背景技术
经过大量检索发现一些典型的现有技术，如图4所示，申请号为201721709944.1的专利公开了一种可用于高粘度双组分涂料的定量供给及混合系统，其可精准控制被喷涂物件表面的涂料喷涂厚度，避免发生流挂，喷涂不均匀等问题，提高产品合格率。又如图5所示，申请号为201210237982.7的专利公开了一种涂料供给系统及涂料供给方法，其能够在涂料换色时的清洗中大幅削减涂料损失，由此能够降低喷涂成本。又如图6所示，申请号为201910404435.5的专利公开了一种高粘度液体涂料精准定量供给系统，其可使每种高粘度液体涂料混合前精准定量，喷涂前达到完全均匀混合的状态。
目前现有的自动涂料供给系统主要以螺杆泵作为微量驱动源，通过不同的旋转速度控制涂料的供给量，并通过出口的质量流量计反馈并控制供给量。面对大批量自动生产模式，传统的螺杆泵供给系统能解决一定的涂料定量供给问题，但其存在整体系统组成复杂以及综合设备成本高昂等问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足提供了一种PID控制方法及涂料闭环供给系统，本发明的具体技术方案如下：
一种PID控制方法，包括如下步骤：
步骤1，设定涂料的给定质量流量值qm；
步骤2，根据公式
Figure BDA0002475122620000021
调整涂料的输出质量流量值，其中，Pn为涂料压力罐中涂料所受的空气压力，ρ0为涂料在标准大气压下的密度，△h为涂料在空气压强下的位移，g为重力加速度，A2为涂料输送管的截面积，M为料输送管中涂料的输出质量流量值。
可选的，所述的一种PID控制方法还包括如下步骤：
步骤3，比较N组性能指标，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，根据待测参数组在系统中仿真运行获得最优PID控制器参数组；
步骤4，比较实时的输出质量流量值与设定质量流量值，若输出质量流量值比设定质量流量值大，则减少涂料压力罐中涂料所受的空气压力；若输出质量流量值比设定质量流量值小，则增大涂料压力罐中涂料所受的空气压力，直至输出质量流量值等于设定质量流量值。
可选的，在步骤3中，最优PID控制器参数组根据控制系统的性能指标
Figure BDA0002475122620000022
选出。
相应地，本发明还提供一种涂料闭环供给系统，其包括：
涂料压力罐，用于存储涂料；
空气供给管道，用于将供气装置输出的压缩空气输送至涂料压力罐；
调节阀，设于空气供给管道之上，用于控制输入到涂料压力罐中的空气压力；
压力传感器，设于调节阀与涂料压力罐之间的空气供给管道之上，用于检测涂料压力罐中涂料所受的空气压力；
液位传感器，设于涂料压力罐之中，用于检测涂料压力罐中涂料的液位；
涂料输送管，用于将涂料输送至喷涂装置；
喷涂装置，用于喷涂工件；
质量流量计，设于涂料输送管之上，用于检测涂料输送管中涂料的输出质量流量值；
PID控制器，用于根据设定涂料的给定质量流量值qm调整涂料的输出质量流量值。
可选的，所述PID控制器根据公式
Figure BDA0002475122620000031
Figure BDA0002475122620000032
调整涂料的输出质量流量值，其中，Pn为涂料压力罐中涂料所受的空气压力，ρ0为涂料在标准大气压下的密度，△h为涂料在空气压强下的位移，g为重力加速度，A2为涂料输送管的截面积，M为料输送管中涂料的输出质量流量值。
可选的，所述涂料压力罐的外侧设有水暖层，所述涂料压力罐的内侧壁涂设有树脂。
可选的，所述涂料压力罐中设有温度传感器。
可选的，所述液位传感器为超声波液位传感器。
可选的，所述的一种涂料闭环供给系统还包括涂料进料管，所述涂料进料管用于往涂料压力罐输送涂料。
可选的，所述涂料输送管中设有手动阀以及过滤器。
本发明所取得的有益效果包括：通过引入供气装置代替螺杆泵输送涂料，且使用低成本涂料压力罐装置，并通过PID控制器整定参数，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，进而通过控制输出空气压力实现对涂料的高精度控制，使涂料的质量流量值达到给定质量流量值，在大大节省供釉系统的成本同时也实现了对涂料的质量流量值的高精度控制。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明，将重点放在示出实施例的原理上。
图1是本发明实施例中一种涂料闭环供给系统的结构示意图一；
图2是本发明实施例中一种涂料闭环供给系统的结构示意图二；
图3是本发明实施例中PID控制器的工作原理示意图；
图4是现有技术中，一种可用于高粘度双组分涂料的定量供给及混合系统的结构示意图；
图5是现有技术中，一种涂料供给系统及涂料供给方法的结构示意图；
图6是现有技术中，一种高粘度液体涂料精准定量供给系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、涂料压力罐；2、空气供给管道；3、调节阀；4、压力传感器；5、液位传感器；6、涂料输送管；7、喷枪；8、质量流量计；9、温度传感器；10、水暖层；11、手动阀；12、供气装置。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
喷涂采用的涂料(涂料、漆料等)一般由多种原料按照比例混合而成，其稳定性具有一定的时效性。另外，涂料对周边环境(如温度、湿度等)更具有很高要求，如果保质时间或环境处理不当，涂料将会变质，从而影响后期的喷涂质量。再者，由于涂料在大众喷涂过程中没有统一的配比要求或生产质量要求，且其属于非牛顿流体，使得统一管控更加困难。
面对上述问题，人工喷涂生产过程不存在上述问题，人可根据生产要求自行控制喷涂方式和质量。但针对大批量生产条件，特别是以异型件为主的全自动生产环境，例如面向异型件(如马桶、椅子等)的机器人自动喷涂，其不同的喷涂曲面和要求、易变且难控制的环境、不同喷涂曲面的不同喷涂要求，会使得涂料的保存及实时定量供给变得非常重要。
目前现有的自动涂料供给系统主要以螺杆泵作为微量驱动源，通过不同的旋转速度控制涂料的供给量，并通过出口的质量流量计反馈并控制供给量。在现有的自动涂料供给系统中，涂料存放于半密闭或全密闭的储存罐内，其存在整系统价格昂贵、响应性不高且易损件多等缺陷。
面对大批量自动生产模式，传统的螺杆泵供给系统能解决一定的涂料定量供给问题，但无法解决或缓和涂料易变质且影响供给精度问题，特别是异型件对不同曲率曲面的喷涂要求各不相同，而涂料变质会导致喷涂方式及效果不同。另外，目前螺杆泵供给系统组成复杂，其存在昂贵易损件，且随着配套自动设备的更新迭代，设备综合成本不断提高，一般中小型厂家难以接受。再者，目前螺杆泵供给系统缺少对涂料实时参数性能的检测，无法随时与其他自动化生产设备结合，其扩展性差，对配套设备及环境要求高，难以实时满足高要求多变环境的喷涂生产。
为此，本发明提出一种PID控制方法及低成本、高柔性高响应的涂料闭环供给系统，通过构建低成本涂料储存及供给一体化设备，建立多喷枪多设备工艺库，基于变种PID算法实现多环境自适应高响应涂料闭环供给系统。
本发明将根据附图所示讲述以下实施例：
实施例一：
一种PID控制方法，包括如下步骤：
步骤1，设定涂料的给定质量流量值qm。
步骤2，根据公式
Figure BDA0002475122620000061
调整涂料的输出质量流量值，其中，Pn为涂料压力罐1中涂料所受的空气压力，ρ0为涂料在标准大气压下的密度，△h为涂料在空气压强下的位移，g为重力加速度，A2为涂料输送管6的截面积，M为料输送管中涂料的输出质量流量值，
Figure BDA0002475122620000062
为双重积分。
作为一种优选的技术方案，所述的一种PID控制方法还包括如下步骤：
步骤3，比较N组性能指标，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，根据待测参数组在系统中仿真运行获得最优PID控制器参数组；
步骤4，比较实时的输出质量流量值与设定质量流量值，若输出质量流量值比设定质量流量值大，则减少涂料压力罐1中涂料所受的空气压力；若输出质量流量值比设定质量流量值小，则增大涂料压力罐1中涂料所受的空气压力，直至输出质量流量值等于设定质量流量值。
其中，在步骤3中，最优PID控制器参数组根据控制系统的性能指标
Figure BDA0002475122620000071
选出。
相应地，本发明还提供一种涂料闭环供给系统，如图1、图2以及图3所示，其包括涂料压力罐1、空气供给管道2、调节阀3、压力传感器4、液位传感器5、涂料输送管6、喷涂装置、质量流量计8以及PID控制器。
所述涂料压力罐1用于存储涂料，所述空气供给管道2用于将供气装置12输出的压缩空气输送至涂料压力罐1；
所述调节阀3设于空气供给管道2之上，用于控制输入到涂料压力罐1中的空气压力。所述压力传感器4设于调节阀3与涂料压力罐1之间的空气供给管道2之上，用于检测涂料压力罐1中涂料所受的空气压力。所述液位传感器5设于涂料压力罐1之中，用于检测涂料压力罐1中涂料的液位。
所述涂料输送管6用于将涂料输送至喷涂装置，所述喷涂装置用于喷涂工件。所述质量流量计8设于涂料输送管6之上，用于检测涂料输送管6中涂料的输出质量流量值。
所述PID控制器用于根据设定涂料的给定质量流量值qm调整涂料的输出质量流量值。其中qm＝ρVA，ρ为涂料密度，V为涂料输送管6中涂料的流速，A为涂料输送管6的流通面积。
输出的涂料流量值可通过质量流量计8测量，并可以转换出相应的电信号。在流管流速越大的地方，其流体密度将越小，流速越小的地方，密度则越大。或者说，流体的密度是变化的，不是稳定不变的。因此为保证涂料的输出质量流量值控制在给定质量流量值附件，需要控制好供气装置12输送至涂料压力罐1的压缩空气的压力来达到高精度的控制。
假设涂料压力罐1中涂料所受的空气压力为Pn，涂料压力罐1的截面积为A1，涂料在标准大气压下的密度为ρ0，涂料在空气压强下的位移△h可由液位传感器5测出，g为重力加速度，则涂料压力罐1中的涂料在空气下的总压强为P总＝Pn+ρ0g△h＝ρ总g△h，涂料在涂料输送管6口所受到的力为
Figure BDA0002475122620000081
根据P总＝Pn+ρ0g△h＝ρ总g△h以及
Figure BDA0002475122620000082
可以得出，涂料在压缩空气下的密度为
Figure BDA0002475122620000083
涂料在压缩空气下的涂料速度为
Figure BDA0002475122620000084
假设涂料输送管6的截面积为A2，则可以得出
Figure BDA0002475122620000085
Figure BDA0002475122620000086
其中M为料输送管中涂料的输出质量流量值，其通过质量流量计8测量所得。
所述PID控制器根据公式
Figure BDA0002475122620000091
可以求得在不同空气压力下相应的涂料输出质量流量值，并以此建立出相应的质量流量库。
在求得在不同空气压力下相应的涂料输出质量流量值，并以此建立出相应的质量流量库后，首先比较N组性能指标，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，根据待测参数组在系统中仿真运行获得最优PID控制器参数组。然后再比较实时的输出质量流量值与设定质量流量值，若输出质量流量值比设定质量流量值大，则减少涂料压力罐1中涂料所受的空气压力，若输出质量流量值比设定质量流量值小，则增大涂料压力罐1中涂料所受的空气压力，也就是由PID控制器调整分配至调节阀3的的控制电压信号U,进而通过控制空气压力来实现对涂料输出质量流量值的高精度控制，使输出质量了流量值等于给定质量流量值qm。
本发明通过引入供气装置12代替螺杆泵输送涂料，且使用低成本涂料压力罐1装置，并通过PID控制器整定参数，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，进而通过控制输出空气压力实现对涂料的高精度控制，使涂料的质量流量值达到给定质量流量值，在大大节省供釉系统的成本同时也实现了对涂料的质量流量值的高精度控制。
实施例二：
一种PID控制方法，包括如下步骤：
步骤1，设定涂料的给定质量流量值qm。
步骤2，根据公式
Figure BDA0002475122620000092
调整涂料的输出质量流量值，其中，Pn为涂料压力罐1中涂料所受的空气压力，ρ0为涂料在标准大气压下的密度，△h为涂料在空气压强下的位移，g为重力加速度，A2为涂料输送管6的截面积，M为料输送管中涂料的输出质量流量值。
作为一种优选的技术方案，所述的一种PID控制方法还包括如下步骤：
步骤3，比较N组性能指标，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，根据待测参数组在系统中仿真运行获得最优PID控制器参数组；
步骤4，比较实时的输出质量流量值与设定质量流量值，若输出质量流量值比设定质量流量值大，则减少涂料压力罐1中涂料所受的空气压力；若输出质量流量值比设定质量流量值小，则增大涂料压力罐1中涂料所受的空气压力，直至输出质量流量值等于设定质量流量值。
其中，在步骤3中，最优PID控制器参数组根据控制系统的性能指标
Figure BDA0002475122620000101
选出。
相应地，本发明还提供一种涂料闭环供给系统，如图1、图2以及图3所示，其包括涂料压力罐1、空气供给管道2、调节阀3、压力传感器4、液位传感器5、涂料输送管6、喷涂装置、质量流量计8以及PID控制器。
所述涂料压力罐1用于存储涂料，所述空气供给管道2用于将供气装置12输出的压缩空气输送至涂料压力罐1；
所述调节阀3设于空气供给管道2之上，用于控制输入到涂料压力罐1中的空气压力。所述压力传感器4设于调节阀3与涂料压力罐1之间的空气供给管道2之上，用于检测涂料压力罐1中涂料所受的空气压力。所述液位传感器5设于涂料压力罐1之中，用于检测涂料压力罐1中涂料的液位。
所述涂料输送管6用于将涂料输送至喷涂装置，所述喷涂装置用于喷涂工件。所述质量流量计8为高粘度质量流量计8，设于涂料输送管6之上，用于检测涂料输送管6中涂料的输出质量流量值，其计算公式为质量流量＝密度×流速×流通面积(M＝ρvA)，当密度ρ由流量计自行检测获得时，可直接获得涂料流体的质量及流速，不会因为气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果。
所述喷涂装置不局限于喷涂喷枪7或喷嘴，利用不同口径及控制方式(雾化、伞型及开度)的喷枪7喷涂控制模型，可建立出相应输出的质量流量库，以及不同喷枪7类型与不同压力下所输出对应的质量流量库。
如图2以及图3所示，PID控制器的具体实现过程如下：在装置启动前给定涂料喷釉质量流量值qm，PID控制器根据控制算法得出应该分配给调节阀3的电压控制信号U，调节阀3根据电压控制信号U向涂料压力罐1输出相应的气压p，气压对涂料进行压缩，涂料通过涂料输送管6以及喷枪7后，对所要喷涂的物体进行喷釉，质量流量计8将实际的质量流量值所对应的电压值uo反馈给PID控制器，从而根据电压值uo与设定值U比较得到△u，根据所得误差△u进行下一步的调节，最终使喷釉质量流量值在控制精度范围内等于给定质量流量值qm，从而实现对喷釉质量流量的高精度控制。
所述PID控制器用于根据设定涂料的给定质量流量值qm调整涂料的输出质量流量值。其中qm＝ρVA，ρ为涂料密度，V为涂料输送管6中涂料的流速，A为涂料输送管6的流通面积。输出的涂料流量值可通过质量流量计8测量，并可以转换出相应的电信号。在流管流速越大的地方，其流体密度将越小，流速越小的地方，密度则越大。或者说，流体的密度是变化的，不是稳定不变的。因此为保证涂料的输出质量流量值控制在给定质量流量值附件，需要控制好供气装置12输送至涂料压力罐1的压缩空气的压力来达到高精度的控制。
假设涂料压力罐1中涂料所受的空气压力为Pn，涂料压力罐1的截面积为A1，涂料在标准大气压下的密度为ρ0，涂料在空气压强下的位移△h可由液位传感器5测出，g为重力加速度，则涂料压力罐1中的涂料在空气下的总压强为P总＝Pn+ρ0g△h＝ρ总g△h，涂料在涂料输送管6口所受到的力为
Figure BDA0002475122620000121
根据P总＝Pn+ρ0g△h＝ρ总g△h以及
Figure BDA0002475122620000122
可以得出，涂料在压缩空气下的密度为
Figure BDA0002475122620000123
涂料在压缩空气下的涂料速度为
Figure BDA0002475122620000124
假设涂料输送管6的截面积为A2，则可以得出
Figure BDA0002475122620000125
Figure BDA0002475122620000126
其中M为料输送管中涂料的输出质量流量值，其通过质量流量计8测量所得。
所述PID控制器根据公式
Figure BDA0002475122620000127
可以求得在不同空气压力下相应的涂料输出质量流量值，并以此建立出相应的质量流量库。
在求得在不同空气压力下相应的涂料输出质量流量值，并以此建立出相应的质量流量库后，首先比较N组性能指标，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，根据待测参数组在系统中仿真运行获得最优PID控制器参数组。然后再比较实时的输出质量流量值与设定质量流量值，若输出质量流量值比设定质量流量值大，则减少涂料压力罐1中涂料所受的空气压力，若输出质量流量值比设定质量流量值小，则增大涂料压力罐1中涂料所受的空气压力，也就是由PID控制器调整分配至调节阀3的的控制电压信号U,进而通过控制空气压力来实现对涂料输出质量流量值的高精度控制，使输出质量了流量值等于给定质量流量值qm。
本发明通过引入供气装置12代替螺杆泵输送涂料，且使用低成本涂料压力罐1装置，并通过PID控制器整定参数，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，进而通过控制输出空气压力实现对涂料的高精度控制，使涂料的质量流量值达到给定质量流量值，在大大节省供釉系统的成本同时也实现了对涂料的质量流量值的高精度控制。
所述涂料压力罐1由不锈钢材料制成，其外侧设有水暖层10，其内侧壁涂设有树脂。设置水暖层10可以使涂料压力罐1存储的涂料稳定保持在一定的温度范围，进而稳定涂料的流体性能，流入粘度以及流速等，以及隔绝细菌，使得涂料不易发生变质。
所述空气供给管道2上还设有自动泄压装置，以方便快速调整涂料压力罐1内的空气压力。另外，在涂料压力罐1上还配有单向的涂料进料管，以用于往涂料压力罐1输送涂料。
所述调节阀3为电流型比例阀，其可实时控制输入到涂料压力罐1中的空气压力，减少周边环境对控制信号的衰减影响。同时，结合压力传感器4以及自动泄压装置，可以自适应调整压力罐内压力阈值，快速排泄多余压力，有效而又高速地控制涂料压力罐1内的空气压力。
所述涂料压力罐1中设有温度传感器9，以监控涂料的温度，减少涂料性质对供给流速的影响。所述液位传感器5为超声波液位传感器5，用于实时监控涂料压力罐1内涂料的液位高低，减少涂料重力对涂料供给量的影响。
所述涂料输送管6一端与涂料压力罐1的底部连通，另一端与喷涂装置连通，其上设有手动阀11以及过滤器(图中未示出)。
综上所述，本发明公开的一种PID控制方法及涂料闭环供给系统，所产生的有益技术效果包括：通过引入供气装置代替螺杆泵输送涂料，且使用低成本涂料压力罐装置，并通过PID控制器整定参数，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，进而通过控制输出空气压力实现对涂料的高精度控制，使涂料的质量流量值达到给定质量流量值，在大大节省供釉系统的成本同时也实现了对涂料的质量流量值的高精度控制。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法、系统和设备是示例，各种配置可以适当地省略、替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法和/或可以添加、省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本发明公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置,例如已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本发明公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种PID控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，设定涂料的给定质量流量值qm；
步骤2，根据公式
Figure FDA0002475122610000011
调整涂料的输出质量流量值，其中，Pn为涂料压力罐中涂料所受的空气压力，ρ0为涂料在标准大气压下的密度，△h为涂料在空气压强下的位移，g为重力加速度，A2为涂料输送管的截面积，M为料输送管中涂料的输出质量流量值，ρ总为涂料压力罐中的涂料在空气下的总压强。
2.如权利要求1所述的一种PID控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：
步骤3，比较N组性能指标，选出性能指标最优一组所对应的PID控制参数组为待测参数组，根据待测参数组在系统中仿真运行获得最优PID控制器参数组；
步骤4，比较实时的输出质量流量值与设定质量流量值，若输出质量流量值比设定质量流量值大，则减少涂料压力罐中涂料所受的空气压力；若输出质量流量值比设定质量流量值小，则增大涂料压力罐中涂料所受的空气压力，直至输出质量流量值等于设定质量流量值。
3.如权利要求2所述的一种PID控制方法，其特征在于，在步骤3中，最优PID控制器参数组根据控制系统的性能指标
Figure FDA0002475122610000012
选出。
4.一种涂料闭环供给系统，其特征在于，包括：
涂料压力罐，用于存储涂料；
空气供给管道，用于将供气装置输出的压缩空气输送至涂料压力罐；
调节阀，设于空气供给管道之上，用于控制输入到涂料压力罐中的空气压力；
压力传感器，设于调节阀与涂料压力罐之间的空气供给管道之上，用于检测涂料压力罐中涂料所受的空气压力；
液位传感器，设于涂料压力罐之中，用于检测涂料压力罐中涂料的液位；
涂料输送管，用于将涂料输送至喷涂装置；
喷涂装置，用于喷涂工件；
质量流量计，设于涂料输送管之上，用于检测涂料输送管中涂料的输出质量流量值；
PID控制器，用于根据设定涂料的给定质量流量值qm调整涂料的输出质量流量值。
5.如权利要求4所述的一种涂料闭环供给系统，其特征在于，所述PID控制器根据公式
Figure FDA0002475122610000021
调整涂料的输出质量流量值，其中，Pn为涂料压力罐中涂料所受的空气压力，ρ0为涂料在标准大气压下的密度，△h为涂料在空气压强下的位移，g为重力加速度，A2为涂料输送管的截面积，M为料输送管中涂料的输出质量流量值，ρ总为涂料压力罐中的涂料在空气下的总压强。
6.如权利要求5所述的一种涂料闭环供给系统，其特征在于，所述涂料压力罐的外侧设有水暖层，所述涂料压力罐的内侧壁涂设有树脂。
7.如权利要求6所述的一种涂料闭环供给系统，其特征在于，所述涂料压力罐中设有温度传感器。
8.如权利要求7所述的一种涂料闭环供给系统，其特征在于，所述液位传感器为超声波液位传感器。
9.如权利要求8所述的一种涂料闭环供给系统，其特征在于，还包括涂料进料管，所述涂料进料管用于往涂料压力罐输送涂料。
10.如权利要求9所述的一种涂料闭环供给系统，其特征在于，所述涂料输送管中设有手动阀以及过滤器。
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Assignor: FOSHAN University

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Denomination of invention: A PID control method and coating closed-loop supply system

Granted publication date: 20210924

License type: Common License

Record date: 20230301

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