CN1560711A

CN1560711A - 一种电动阀门控制方法及其控制装置

Info

Publication number: CN1560711A
Application number: CNA2004100259050A
Authority: CN
Inventors: 铎宁; 宁铎
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-01-05

Abstract

一种电动阀门控制方法及装置，通过安装在电动阀两侧的手动调节阀的开度来控制电动阀二端的压差，使电动阀每次开度变化量未变，但介质的流量变化变小，即提高了电动阀的控制精度。手动调节阀补偿法实质就是用电动阀前后的两个手动调节阀作为浆料流量的粗调，而电动阀作为浆料流量的细调，从而提高了控制的精度。

Description

一种电动阀门控制方法及其控制装置

技术领域

本发明涉及一种电动阀门的控制方法及其控制装置。

背景技术

在生产过程的自动控制系统中，电动阀门是最常用来实施流量、浓度、温度、压力等调节控制的执行机构，随着对控制精度要求的不断提高，普通电动阀门由于本身的运行方式所限制在许多情况下已不能满足工艺条件的要求，而改用精度更高的步进电机执行机构，则可将控制精度由普通电动阀门的2％左右提高到0.02％即提高约100倍；然而存在的实际问题是步进式执行机构的价格约为普通电动执行机构的10倍，导致控制系统成本大幅度上升，从而限制了其推广应用。所以寻找一种既简单实用、又不增加投资(或只增加小量投资)的新方法，不管对于老生产线的改造，还是新建生产线配套的实时控制工程系统，都有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，在不增加成本的情况下，达到提高系统控制精度的电动阀门的控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：通过安装在电动阀两侧的手动调节阀的开度来控制电动阀二端的压差，使电动阀每次开度变化量保持不变，但介质的流量变化变小；手动调节阀的开度变化量为普通电动阀门每次动作时引起控制截面积的最小变化量。

本发明的电动阀门控制装置包括电动阀和设置在电动阀两侧的手动调节阀；手动调节阀的两端还并联有旁路手动阀。

由于本发明只在电动阀的两侧安装手动调节阀，通过手动调节阀的开度来控制该电动阀的压差在一个小的范围，从而使电动阀门的每次开度变化量未变，但介质的流量变化变小，即提高了控制精度。

附图说明

附图为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见附图，下面以抄纸车间纸的定量开环控制系统中浆料流量测控为例对本发明进行详细说明。本发明包括电动阀1和设置在电动阀1两侧的手动调节阀2、3，手动调节阀2和3的两端还并联有旁路手动阀4，手动调节阀2和3上还串联有电磁流量计5，电磁流量计5作为浆量计量采样用，如果对纸的定量要求误差为(60±1)g/m²范围，则定量精度为1/60×100％＝1.6％，因为纸的定量取决于上浆浓度和上浆流量的乘积，且浓度调节也是采用电动阀1控制加水量来实现的，所以，上浆流量和浓度的控制精度应在0.8％以内，即要求电动阀门的控制精度至少应在0.8％以内，而目前广泛使用的电动阀1的控制精度都在1.3％左右，这主要是因为其电动执行器采用伺服电动机所决定的，若脉冲宽度变窄，尽管可以减小每一次开度从而提高控制精度，但有可能由于静摩擦力及惯性太大而不能可靠工作。而进口的电动阀门采用步进式电机，其精度高达0.02％，即阀门由全关到全开需5000次，但其售价高达十余万元。本发明在正常工作时设计要求将两个手动调节阀2和3全部打开，浆量调节全部由电动阀来实现，在这种情况下，为分析方便，忽略掉电动阀1前后的微小变化，则浆料流量的每一次调节量正比于电动阀开度的变化量，电动阀开度变化量愈小，则调节精度愈高，但实际上流量的变化率除了与电动阀开度变化率有关外，还与手动阀前后的压差有关。依柏努利方程：

P₁/ρ₁+v² ₁/2＝P₂/ρ₂+v² ₂/2

其中ρ为流体密度，P₁、P₂及v₁、v₂分别为电动阀1前后压力和流速，当认为电动阀1前后浆料密度不变时，所控制的浆料流量与电动阀1前后压力之间的关系如下：

F＝A P₁-P₂＝A P₁₂

上式表明，在电动阀1开度一定时，通过电动阀1的浆流量与其前后压力差的平方根成正比。如果能减小电动阀1前后压力差P₁₂，使得浆量变化变得以减小，则同样达到了提高控制精度的目的，在保证生产正常运行的前提下，将两个手动调节阀2和3按要求开到一定程度，从而减小电动阀1前后的压力差P₁₂。虽然电动阀1的控制精度未变(每次开度仍为1.3％)但被控浆量却由于P₁₂减小而在电动阀1开度变化变相同时其变化量减小。例如电动阀1前后压差P₁₂在手动调节阀2和3全开时为0.1Mpa，控制精度为1.3％，关小手动调节阀2和3使P₁₂为0.02Mpa时其控制精度由原来浆流量的最小变化率1.3％减小到0.5％以下，再计入浓度调节最大幅度变化率0.5％，其最大幅度之和仅为1.0％，也远小于纸张定量要求的误差(60±1)g/m²。

手动调节阀补偿法实质就是借用电动阀前后作为维修用的两个手动调节阀2和3作为浆料流量的粗调，而电动阀1作为浆料流量的细调，从而在不增加成本的情况下，达到提高控制精度的目的。

Claims

1、一种电动阀门控制方法，其特征在于：通过安装在电动阀两侧的手动调节阀的开度来控制电动阀二端的压差，使电动阀每次开度变化量保持不变，但介质的流量变化变小。

2、根据权利要求1所述的电动阀门控制方法，其特征在于：所说的手动调节阀的开度变化量为普通电动阀门每次动作时引起控制截面积的最小变化量。

3、一种电动阀门控制装置，其特征在于：包括电动阀[1]和设置在电动阀[1]两侧的手动调节阀[2、3]。

4、根据权利要求2所述的电动阀门控制装置，其特征在于：所说的手动调节阀[2、3]的两端还并联有旁路手动阀[4]。