CN111712375B - 用于阀控制的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于阀控制的设备(1)，其中，所述阀(6、10)布置在用于流体的管线的区域中，其中，至少两个阀(6)构造为分别布置在初级管线(3)的区域中的开关阀，其中，至少一个第三阀(6)构造为调节阀(10)，其中，至少一个调节阀(10)布置在至少一个次级供给管线(7)中，其中，沿流动方向在所述至少一个调节阀(10)的下游布置有至少一个分支，其中，至少两个次级管线(8)在所述分支的下游延伸，其中，每个次级管线(8)具有至少一个构造为开关阀的阀(6)，其中，所述阀(6、10)与控制单元(2)连接，并且所述阀(6)的功能能够借助于所述控制单元(2)控制。本发明还涉及一种用于阀控制的方法。

Description

用于阀控制的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于控制阀的方法，所述阀布置在用于流体的管线的区域中，其中，至少一个第一阀构造为布置在初级管线的区域中的开关阀，其中，至少一个第二阀构造为调节阀。

本发明还涉及一种用于控制阀的设备，所述阀布置在用于流体的管线的区域中，其中，至少一个第一阀构造为布置在初级管线的区域中的开关阀，其中，至少一个第二阀构造为调节阀。

本发明还涉及一种热压机，其具有用于控制阀的设备，以便加热结构元件或者结构组。

背景技术

在不同的技术装置中使用对应的用于控制阀的方法和设备。例如，在气动系统领域中的应用以及在液压系统领域中的应用。

调节阀通常用于供应能够预给定的流体量和/或以能够预给定的压力供应流体。尤其是在复杂的分支的管线系统中，使用这样的调节阀导致成本相对较高。

出于投资的考虑，每个装置的使用调节阀的调节回路的数量通常非比例地减少并且需要汇总调节回路。这种情况总是使装置制造商处于必要时要求温度精度，所述温度精度不能保证的境地。

发明内容

本发明的任务是改进在引言部分中提到的方法，使得产生的成本减少。

本发明的另一任务在于，构建在引言部分中提到的设备，使得制造花费减少并且制造成本减少。

对应的任务通过方法权利要求以及装置权利要求的特征组合来解决。

根据本发明的用于阀控制的设备具有至少一个控制单元，利用该控制单元能够操控多个阀。

在本发明的不同实施方式中，阀能够借助于至少一个控制单元以电气和/或气动和/或液压的方式来操控。

另外，在一种实施方式中，根据本发明的用于阀控制的设备具有至少三个阀。

在根据本发明的一种实施方式中能够借助于用于阀控制的设备控制至少两个配属于调节回路的阀，其中，调节回路分别通过至少一个初级管线或者说主通道耦合到流体的中央供应装置上。在初级管线的区域中，分别布置有至少一个开关阀或者说控制阀，该开关阀或者说控制阀的“打开”和“关闭”的二进制状态能够借助于控制单元来调整，使得能够打开或者关闭通过相应的初级管线对调节回路的流体供应。

流体例如给定为饱和蒸汽、热蒸汽、水、油、气体、白水或者其混合物的形式的导热流体。在这种情况下，通过加热回路产生调节回路。

然而，根据本发明，也能够设想其他应用、例如冷却回路作为调节回路，其中，流体具有与之对应的特性、例如冷却剂的特性。

此外，在用于阀控制的设备的根据本发明的一种实施方式中，也能够操控次级管线或者说附加通道中的阀。次级管线或者说附加通道分别在求和点处汇入与调节回路连接的初级管线中。

在本发明的一种实施方式中，次级管线的不汇入到初级管线中的端部相互连接。至少一个次级供给管线附接到这个连接点处，该次级供给管线与流体的中央供应装置连接。

在本发明的一种实施方式中，在次级管线的区域中分别布置有至少一个阀，该阀优选构造为开关阀。

在本发明的一种实施方式中，在次级供给管线的区域中布置有至少一个阀，该阀构造为开关阀或者调节阀。

在本发明的一种优选的实施方式中，阀或者说能够操控的阀中的至少一个构造为调节阀或者说调整阀，其打开程度能够借助于控制单元调整。

在本发明的一种特别优选的实施方式中，布置在至少一个次级供给管线的区域中的至少一个阀构造为调节阀，使得能够调节穿过次级供给管线流动的流体的体积流量。

在本发明的一种实施方式中，能够操控所述阀，使得通过配属于调节回路的至少一个次级供给管线将流体的附加的体积流供应到相应的初级管线中。

在本发明的一种实施方式中，所述设备具有至少一个温度传感器。

在本发明的一种优选的实施方式中，每个调节回路配属有至少一个传感器。

在对加热回路或者冷却回路的形式的调节回路进行温度调节的情况下，配属于调节回路的至少一个传感器构造为温度传感器。

在本发明的一种优选的实施方式中，能够读出配属于调节回路的至少一个传感器的测量值，并且能够评估求取的测量值以便控制配属于相应的调节回路的阀。

在本发明的一种特别优选的实施方式中，这个实施方式具有调节器，借助该调节器能够调节至少一个调节回路中的温度，其方式是，将从配属于调节回路的至少一个温度传感器中读出的测量值与目标值进行比较，并且能够操控配属于对应的调节回路的阀以及布置在次级供给管线的区域中的至少一个阀。

在本发明的一种实施方式中，该调节器构造为P调节器或者PI调节器。

在本发明的一种优选的实施方式中，调节器构造为PID调节器。

在本发明的一种特别优选的实施方式中，这个实施方式具有至少两个调节器，所述至少两个调节器中的至少一个第一调节器调节通过相应的初级管线对调节回路的流体供应，并且至少一个另外的调节器调节通过次级供给管线和相应的次级管线对调节回路的流体供应。

在本发明的一种实施方式中，至少一个第一调节器构造为P调节器，至少一个另外的调节器构造为PID调节器，在一种特别优选的实施方式中，该PID调节器能够顺序地接通。

在本发明的一种实施方式中，至少一个初级管线和/或至少一个次级管线和/或至少一个次级供给管线和/或至少一个用于流体的供应装置和/或至少一个调节回路是根据本发明的设备的一部分。

根据用于阀控制的设备的一种根据本发明的实施方式，金属块体用作中央结构元件，该金属块体具有主通道和附加通道，其中，根据上述说明的附加通道汇入到主通道中。

所述块体例如能够由钢(尤其不锈钢)或者铝制成。优选尤其由不锈钢制造，因为在实践中出现成穴的问题，这导致通道中的金属部件剥蚀。不锈钢、例如由奥氏体制成的不锈钢在这种情况下被证明是特别耐久的。

在先前说明的一种实施方式中，根据本发明的热压机具有至少一个根据本发明的用于阀控制的设备。在这种情况下，调节回路优选实施为加热回路，流体构造为导热流体。

在一种实施变型中，根据本发明的用于阀控制的方法至少包括下述步骤：

1.操控布置在初级管线的区域中的阀(“打开”或者“关闭”)

2.从配属于调节回路的传感器中读出传感器测量值，

3.将传感器测量值(实际值)与配属于调节回路的目标值进行比较，

4.操控布置在次级管线中的阀，使得在至少一个次级管线的区域中的至少一个阀被打开。

5.操控布置在次级供给管线的区域中的至少一个阀，以调整次级供给管线中的体积流量。

在一种有利的实施变型中，根据本发明的用于阀控制的方法还包括确定具有目标值与实际值的最大偏差的调节回路的步骤，其中，根据步骤5的对布置在次级供给管线中的阀的操控如下进行，使得只打开配属于具有所述最大偏差的调节回路的次级管线中的至少一个阀。

在用于控制阀的方法的一种根据本发明的实施变型中，阀布置在用于流体的管线的区域中，其中，流体分别通过至少一个初级管线被供应给配属的调节回路并且影响该调节回路的调节参量。在一方法步骤中，借助于传感器检测相应的调节回路中的调节参量的当前值，并且在另一方法步骤中，确定调节参量的实际值与目标值的偏差。根据调节参量来调节配属于所述调节回路的阀的控制，并且借助于控制单元操控阀，使得流体根据阀状态穿过管线流动，在所述管线中布置有相应的阀。另外，两个构造为开关阀的阀分别布置在初级管线中，至少一个调节阀布置在至少一个次级供给管线中，并且至少一个构造为开关阀的阀分别布置在从次级供给管线分支出的次级管线中。在相应的方法步骤中，布置在初级管线中的阀在打开或者关闭这些阀的意义上被操控，并且在另一方法步骤中，打开布置在次级管线中的阀中的至少一个阀。在另一方法步骤中，操控调节阀，以调整流体的穿过次级供给管线流动的体积流量，使得穿过次级供给管线的流体的体积流量与穿过用于至少一个调节回路的至少一个初级管线的流体的体积流量相加。

在一种优选的变型中，根据本发明的用于阀控制的方法使用根据本发明的用于阀控制的设备。

在一种优选的变型中，根据本发明的用于阀控制的方法在轮胎热压机领域中使用。

然而，也设想将根据本发明的设备和/或根据本发明的方法用于设备结构的其他领域、用于单个机器或者用于温控工艺技术领域，例如用在挤出机中。

尤其是当在至少一个次级供给管线的区域中使用至少一个调节阀时，借助于根据本发明的用于阀控制的方法和设备能够实现多个加热回路的温度调节的改善的精度和速度。

另外，与分别为一加热回路使用至少一个调节阀相比，还减少了制造成本。

附图说明

在附图中示意性地示出了本发明的示例性实施方式。其示出了：

图1使用调节阀以及多个开关阀的简化线路图，和

图2具有关于设备的控制单元/调节器方面的附加细节的根据图1的线路图。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的用于阀控制的设备1的线路图。用于阀控制的设备1具有中央控制单元2。此外，用于阀控制的设备1具有四个初级管线3。初级管线3在此分别将配属的调节回路4与流体的中央供应装置5连接。

在初级管线3的区域中分别布置有构造为开关阀的阀6，该阀能够借助于控制装置2来打开和关闭。如果打开相应的阀6，则流体穿过相应的初级管线3流入到相应的调节回路4中。

从流体的中央供应装置5中除了分支出初级管线3之外，还分支出次级供给管线7，该次级供给管线中又分支为四个次级管线8。次级管线8中的每个次级管线都在求和点9处汇入到相应的初级管线3中。因此，调节回路4的每个调节回路都配属有次级管线8。

在次级管线8的区域中分别布置有构造为开关阀的阀6。借助于控制单元2，布置在次级管线8区域中的每个阀6都能够被单独操控，使得能够打开和关闭这些阀。

在次级供给管线7的区域中布置有构造为调节阀10的阀6。借助于控制单元2能够操控调节阀10，使得能够在调节阀10完全关闭时存在的体积流量与调节阀10完全打开时存在的体积流量之间的范围中调节穿过次级供给管线7的流体的体积流量。

因此，通过操控次级管线8中的阀6和次级供给管线7中的调节阀10，在初级管线3中的每个初级管线中都能够在求和点9处导入流体的限定的附加的体积流量。

在调节回路4的区域中以配属于每个调节回路4的方式布置至少一个传感器11，借助所述传感器能够直接地或者间接地检测调节回路4的区域中存在的调节参量。

借助于传感器11检测的测量值能够借助于控制单元2进行评估，使得借助于控制单元2通过操控阀6、10来实现调节回路的调节。

主通道3和附加通道8集成到块体12中，该块体例如由不锈钢制成。

除图1外，图2以构造用于对加热回路进行温度调节的用于阀控制的设备1为例，示出控制单元2的元件的结构和功能关联。

控制单元2具有调节器13，该调节器例如构造为PLC调节器模块。

在构造为加热回路的调节回路4的区域中分别布置有热交换器14。通过冷凝水排放器15将冷凝水排放到构造为冷凝水瓶的冷凝水容器16中。冷凝水导出件17从冷凝水容器16引出。

在冷凝水容器16的区域中，能够分别借助于温度传感器11或者温度探头检测冷凝水的温度。

温度传感器11的温度测量值能够借助于控制单元2读出并且能够传送给调节器13。

下面以用于轮胎热压机的应用为例阐述根据本发明的原理。因此，根据本发明提供了一种对多个加热回路中的温度进行价廉物美的复合调节。

轮胎热压机的外部加热需要各种各样的加热回路。根据客户要求或者为了降低设备制造商的风险，每台压机使用2至8个调节回路。示例性地，每个腔体的调节回路具体是：

1.“上方的”加热板

2.“下方的”加热板

3.模具(模)

4.下模具壳

5.用于其他加热回路的特殊解决方案

通过主通道给各个加热回路供给导热流体，并且因此加热热压机的相应结构元件/相应结构组。

借助于温度传感器检测加热回路的温度，并且通过控制单元将所述温度与相应的目标值进行比较。借助于利用调节器实施的P调节或者PI调节通过打开和关闭主通道中的阀来实现加热回路温度的基本调节。

通过附加通道能够将附加的调节接通到所述基本调节上。在本发明的一种实施方式中，这个附加的调节通过利用调节器实施的PID调节产生，该PID调节预给定调节阀的操控，以控制次级供给管线中的导热流体的体积流量。

在本发明的一种实施方式中，分别求取具有目标值与实际值之间最大偏差的加热回路，并且通过接通附加的调节来接近。

由此，在每个加热回路中，分别将基本调节(“开/关”调节)与PID调节叠加。

在此，使用PID调节器，所述PID调节器对精确调节的要求得到确保。但是，根据本发明也想到借助于PI调节器或P调节器能够有让步地达到足够准确的调节的目标。缓慢的压机调节的本质特征在于停机时间(Totzeit)，其由于主体质量大和要调节的温度大而引起。

在本发明的一种示例性实施方式中，给阀库(Ventilbank)施加四个调节回路，所述调节回路按照“开/关”调节的原理工作。每个调节器都具有自己的软件调节回路。通过调节程序中的子程序总是选择具有最大调节偏差的调节回路。在选择的调节回路中，PID调节器在求和点处开启，以便减少温度偏差。这通过根据要求地交替使用加热回路来实现。

Claims (15)

1.一种用于阀控制的设备(1)，其中，所述阀(6、10)布置在用于流体的管线的区域中，其中，至少两个阀(6)构造为分别布置在初级管线(3)的区域中的开关阀，其中，至少一个第三阀(6)构造为调节阀(10)，其特征在于，至少一个调节阀(10)布置在至少一个次级供给管线(7)中，并且沿流动方向在所述至少一个调节阀(10)的下游布置有至少一个分支，并且至少两个次级管线(8)在所述分支的下游延伸，其中，每个次级管线(8)具有至少一个构造为开关阀的阀(6)，其中，所述阀(6、10)与控制单元(2)连接，并且所述阀(6)的功能能够借助于所述控制单元(2)控制，其中，所述次级管线(8)在求和点处分别汇入到相应的初级管线(3)中。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述阀(6、10)构造用于控制热蒸汽、饱和蒸汽、载热体流体和/或冷却剂流体。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在轮胎热压机的区域中进行阀的布置。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，用于流体的并行供应的馈入件布置在所述至少一个调节阀(10)的下游。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，在并行供应的区域中布置有构造为开关阀的阀(6)。

6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，通过所述阀(6、10)的布置与用于至少一个调节回路(4)的控制单元(2)的组合构造P调节以及顺序的PI调节或者PID调节的组合。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备针对每个调节回路(4)都具有至少一个配属的传感器(11)。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述传感器(11)构造为温度传感器。

9.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备具有调节器，所述调节器用于实现P调节和/或PI调节和/或PID调节，以控制阀状态。

10.一种用于控制阀(6、10)的方法，其中，阀(6、10)布置在用于流体的管线的区域中，其中，所述流体分别通过至少一个初级管线(3)被供应给配属的调节回路(4)并且影响所述调节回路(4)的调节参量，其中，在一方法步骤中，借助于传感器(11)能够直接地或者间接地检测在相应的调节回路(4)中的调节参量的当前值，其中，确定调节参量的实际值与目标值的偏差，其中，根据所述调节参量来调节配属于调节回路(4)的阀(6、10)的控制，其中，借助于控制单元(2)操控所述阀(6、10)，使得所述流体根据阀状态穿过所述管线流动，在所述管线中布置有相应的阀(6、10)，其特征在于，在初级管线(3)中分别布置至少两个构造为开关阀的阀(6)，并且在至少一个次级供给管线(7)中布置至少一个调节阀(10)，并且在从所述次级供给管线(7)中分支出的相应的次级管线(8)中分别布置至少一个构造为开关阀的阀(6)，其中，在相应的方法步骤中，布置在所述初级管线(3)中的阀(6)在打开或者关闭这些阀的意义上被操控，并且在另一方法步骤中，打开布置在次级管线(8)中的阀(6)中的至少一个阀，并且在另一方法步骤中，操控所述调节阀(10)，以调整所述流体的穿过所述次级供给管线(7)流动的体积流量，使得穿过所述次级供给管线的流体的体积流量与穿过用于至少一个调节回路(4)的至少一个初级管线(3)的流体的体积流量相加。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在一方法步骤中，确定具有目标值与实际值的最大偏差的那个调节回路(4)，并且在随后的方法步骤中，只打开配属于这个调节回路(4)的、布置在次级管线(8)中的至少一个阀(6)。

12.根据权利要求10和11中任一项所述的方法，其特征在于，通过P调节操控布置在所述初级管线中的阀的阀状态，并且通过PI调节或者PID调节操控布置在所述次级供给管线(7)中的至少一个调节阀(10)的阀状态。

13.根据权利要求10和11中任一项所述的方法，其特征在于，对所述调节回路进行温度调节。

14.根据权利要求10和11中任一项所述的方法，其特征在于，使用根据权利要求1至9中任一项所述的设备。

15.一种用于轮胎硫化的热压机，其特征在于，使用根据权利要求1至9中任一项所述的用于阀控制的设备(1)，用于控制所述热压机的至少两个结构组的加热。

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