CN117515424A - 一种阀门控制方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门控制方法和设备，该方法包括：所述方法包括：获取传输管道的目标流量；基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度；获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值；基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致，从而通过第一阀门进行第一次调节，并通过第二阀门进行第二次调节，提高对流量控制的控制精度。

Description

一种阀门控制方法和设备

技术领域

本申请涉及阀门控制技术领域，更具体地，涉及一种阀门控制方法和设备。

背景技术

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。阀门广泛应用于工业制造、化工、水务、消防、能源等很多行业，用来进行某些阀门需要根据需要进行开启、闭合、调整开度等操作。

在实际应用中，阀门对于流量的控制一般精度都不高，因此，在实际工程生产过程中，对于传输管道的流量控制无法到到预期。

因此，如何提高阀门对于流量控制的精度，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种阀门控制方法，用以解决现有技术中阀门对流量控制的控制精度低的技术问题，所述方法包括：

获取传输管道的目标流量；

基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度；

获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值；

基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致。

在本申请一些实施例中，所述第一阀门与所述第二阀门开度并联连接组成阀门组件，所述阀门组件串联于传输管道上，且所述阀门组件前后设置有实时流量采集装置，所述第二阀门的控制精度大于第一阀门的控制精度。

在本申请一些实施例中，基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度，具体为：

所述第一阀门开度具体为N×10％，N大于等于1且小于等于10；

预先建立流量与所述第一阀门开度之间的对应关系；

基于所述目标流量及所述对应关系获取所述第一阀门开度的最大开度；

将所述最大开度作为所述目标流量的第一阀门开度。

在本申请一些实施例中，获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值，具体为：

在将第一阀门开启到第一阀门开度后，采集此时传输管道的实时流量；

将目标流量与所述实时流量进行差值计算，获取第一流量差值。

在本申请一些实施例中，基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致，具体为：

根据所述第一差值通过PID控制对所述第二阀门的开度进行调节，并实时获取传输管道的实时流量，直到所述实时流量与所述目标流量一致。

在本申请一些实施例中，所述方法还包括：

当所述第一阀门或第二阀门前后的流量相同时，获取所述第一阀门或第二阀门的故障信号；

若未检测到所述故障信号，则认定所述第一阀门与第二阀门的开度处于最大开度，并发送预警信息；

若检测到故障信号，则发送故障信息。

相应的，本发明还提出了一种阀门控制设备，所述设备包括：

获取模块，用于获取传输管道的目标流量；

第一确定模块，基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度；

第二确定模块，用于获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值；

调节模块，用于基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致。

在本申请一些实施例中，所述第一阀门与所述第二阀门开度并联连接组成阀门组件，所述阀门组件串联于传输管道上，且所述阀门组件前后设置有实时流量采集装置，所述第二阀门的控制精度大于第一阀门的控制精度。

在本申请一些实施例中，所述第一确定模块具体用于：

所述第一阀门开度具体为N×10％，N大于等于1且小于等于10；

预先建立流量与所述第一阀门开度之间的对应关系；

基于所述目标流量及所述对应关系获取所述第一阀门开度的最大开度；

将所述最大开度作为所述目标流量的第一阀门开度。

在本申请一些实施例中，所述调节模块具体用于：

根据所述第一差值通过PID控制对所述第二阀门的开度进行调节，并实时获取传输管道的实时流量，直到所述实时流量与所述目标流量一致。

通过应用以上技术方案，提出一种阀门控制方法，所述方法包括：获取传输管道的目标流量；基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度；获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值；基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致，从而通过第一阀门进行第一次调节，并通过第二阀门进行第二次调节，提高对流量控制的控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例提出的一种阀门控制方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例提出的一种阀门控制设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提出一种阀门控制方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取传输管道的目标流量。

本实施例中，传输管道的应用场景不做限定，所有需要进行液体流量的监测和控制的传输管道都包括在本方案的保护范围内，同时目标流量的获取方式也不做进一步的限定，可以是根据工业生产计划信息自动生成的，也可以是工作人员根据实际生产需要输入的。

步骤S102，基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度。

本实施例中，在获取到目标流量后，根据目标流量确定第一阀门的第一阀门开度，确定方式可以采用预先建立对应关系表的方式，也可以是建立流量模型的方式，对第一阀门开度进行实时获取，基于上述方式进行第一阀门开度获取时，为了保证获取的准确度，需要对对应关系表或流量模型进行实时更新，以保证满足工厂生产的实时需要。

为了获取第一阀门的第一阀门开度，在本申请的一些实施例中，基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度，具体为：

所述第一阀门开度具体为N×10％，N大于等于1且小于等于10；

预先建立流量与所述第一阀门开度之间的对应关系；

基于所述目标流量及所述对应关系获取所述第一阀门开度的最大开度；

将所述最大开度作为所述目标流量的第一阀门开度。

本实施例中，第一阀门作为对流量的初步控制调节，因此对第一阀门开度的精度仅要求在10％、20％-100％，即仅设置固定的开度，第一阀门的主要作用是将流量控制在预定范围内，在通过第二阀门做进一步的精细调节。

本实施例中，建立流量与第一阀门开度之间的对应关系，在根据目标流量获取第一阀门开度的最大开度，例如目标流量是78％，那么第一阀门开度的目的是将流量达到70％，而剩余的8％由第二阀门负责，因此，此时的最大开度为70％。

步骤S103，获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值。

本实施例中，在将第一阀门开启到第一阀门开度后，采集此时传输管道的实时流量，计算实时流量与目标流量的差值，作为第一流量差值，并通过第一流量差值做进一步的调节。

本实施例中，为了保证控制逻辑的正确，在第一流量差值小于预设差值或者为0时，说明此时的实时流量达到目标流量，此时可以直接结束对阀门的控制逻辑，而不需要进行对第二阀门的控制。

步骤S104，基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致。

本实施例中，在实时流量与目标流量存在差值时，根据该第一流量差值对第二阀门的开度控制进行指导，调节第二阀门的开度，同时，实时采集此时的实时流量，在实时流量达到目标流量后，结束阀门的控制，保持此时的第一阀门的开度与第二阀门的开度。

为了对第二阀门的开度进行调节，在本申请的一些实施例中，基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致，具体为：

根据所述第一差值通过PID控制对所述第二阀门的开度进行调节，并实时获取传输管道的实时流量，直到所述实时流量与所述目标流量一致。

本实施例中，由于第二阀门的调节属于对流量的精确调节，因此采用PID控制的方式对第二阀门的开度进行调节，在工业过程控制中，按被控对象的实时数据采集的信息与给定值比较产生的误差的比例、积分和微分进行控制的控制系统，简称PID(ProportionalIntegral Derivative)控制系统。PID控制具有原理简单，鲁棒性强和实用面广等优点，是一种技术成熟、应用最为广泛的控制系统。因此，采用PID控制可以有效的提高控制精度，避免偏差影响。

为了保证控制的稳定性，在本申请的一些实施例中，所述方法还包括：

当所述第一阀门或第二阀门前后的流量相同时，获取所述第一阀门或第二阀门的故障信号；

若未检测到所述故障信号，则认定所述第一阀门与第二阀门的开度处于最大开度，并发送预警信息；

若检测到故障信号，则发送故障信息。

本实施例中，为了保证各阀门的稳定，对各阀门的前后流量进行采集，若前后流量相同，一般是阀门开启到最大开度或者阀门出现故障导致，此时，先采集该阀门的故障信号，若未采集到故障信号，则说明该阀门开启到最大开度，此时需要向工作人员发送预警信号，提醒生产人员该阀门开度已开到最大，而采集到故障信号时，需要及时发送故障信息，以对阀门进行检修。

为了提高对流量控制的精度，在本申请的一些实施例中，所述第一阀门与所述第二阀门开度并联连接组成阀门组件，所述阀门组件串联于传输管道上，且所述阀门组件前后设置有实时流量采集装置，所述第二阀门的控制精度大于第一阀门的控制精度。

本实施例中，第一阀门与第二阀门并联，共同进行流量控制，第一阀门主要起到第一次粗略控制流量处于目标范围内，再由第二阀门精准调节流量达到目标流量，因此，第二阀门的控制精度应该大于第一阀门的控制精度，为了进一步提高控制精度，在第一阀门与第二阀门的基础上可以并联或串联其他阀门，以实现更进一步的调节，例如在第二阀门的支路上，串联第三阀门，以提高第二阀门支路的调节精度，或者第一阀门或第二阀门可以由阀门组件替代，上述替代方案均属于本方案的保护范围。

通过应用以上技术方案，提出一种阀门控制方法，所述方法包括：获取传输管道的目标流量；基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度；获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值；基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致，从而通过第一阀门进行第一次调节，并通过第二阀门进行第二次调节，提高对流量控制的控制精度。

本申请实施例还提出了一种阀门控制设备，如图2所示，所述设备包括：

获取模块10，用于获取传输管道的目标流量；

第一确定模块20，基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度；

第二确定模块30，用于获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值；

调节模块40，用于基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致。

在具体的应用场景中，所述第一阀门与所述第二阀门开度并联连接组成阀门组件，所述阀门组件串联于传输管道上，且所述阀门组件前后设置有实时流量采集装置，所述第二阀门的控制精度大于第一阀门的控制精度。

在具体的应用场景中，所述第一确定模块具体用于：

所述第一阀门开度具体为N×10％，N大于等于1且小于等于10；

预先建立流量与所述第一阀门开度之间的对应关系；

基于所述目标流量及所述对应关系获取所述第一阀门开度的最大开度；

将所述最大开度作为所述目标流量的第一阀门开度。

在具体的应用场景中，所述调节模块具体用于：

根据所述第一差值通过PID控制对所述第二阀门的开度进行调节，并实时获取传输管道的实时流量，直到所述实时流量与所述目标流量一致。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“进入”、“相连”、“连接”、等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种阀门控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取传输管道的目标流量；

基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度；

获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值；

基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阀门与所述第二阀门开度并联连接组成阀门组件，所述阀门组件串联于传输管道上，且所述阀门组件前后设置有实时流量采集装置，所述第二阀门的控制精度大于第一阀门的控制精度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度，具体为：

所述第一阀门开度具体为N×10％，N大于等于1且小于等于10；

预先建立流量与所述第一阀门开度之间的对应关系；

基于所述目标流量及所述对应关系获取所述第一阀门开度的最大开度；

将所述最大开度作为所述目标流量的第一阀门开度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值，具体为：

在将第一阀门开启到第一阀门开度后，采集此时传输管道的实时流量；

将目标流量与所述实时流量进行差值计算，获取第一流量差值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致，具体为：

根据所述第一差值通过PID控制对所述第二阀门的开度进行调节，并实时获取传输管道的实时流量，直到所述实时流量与所述目标流量一致。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一阀门或第二阀门前后的流量相同时，获取所述第一阀门或第二阀门的故障信号；

若未检测到所述故障信号，则认定所述第一阀门与第二阀门的开度处于最大开度，并发送预警信息；

若检测到故障信号，则发送故障信息。

7.一种阀门控制设备，其特征在于，所述设备包括：

获取模块，用于获取传输管道的目标流量；

第一确定模块，基于所述目标流量确定第一阀门的第一阀门开度；

第二确定模块，用于获取所述第一阀门开启到所述第一阀门开度时的实时流量，并基于所述实时流量确定第一流量差值；

调节模块，用于基于所述第一流量差值对第二阀门的开度进行调节，直到实时流量与目标流量一致。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一阀门与所述第二阀门开度并联连接组成阀门组件，所述阀门组件串联于传输管道上，且所述阀门组件前后设置有实时流量采集装置，所述第二阀门的控制精度大于第一阀门的控制精度。

9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：

所述第一阀门开度具体为N×10％，N大于等于1且小于等于10；

预先建立流量与所述第一阀门开度之间的对应关系；

基于所述目标流量及所述对应关系获取所述第一阀门开度的最大开度；

将所述最大开度作为所述目标流量的第一阀门开度。

10.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述调节模块具体用于：

根据所述第一差值通过PID控制对所述第二阀门的开度进行调节，并实时获取传输管道的实时流量，直到所述实时流量与所述目标流量一致。