CN205101218U - 一种多维度传感检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多维度传感检测电路，包括初始设定、检测部分和执行元件，检测部分包括第一运算器、第二运算器、PID调节器、数据比较电路、数据自适应运算电路、自适应调整校正电路、数据库、感应器A、感应器B以及感应器C，数据库包括第一数据库和第二数据库，本实用新型采用多个传感装置对水系统设备工艺环节的各种变化量进行快速检测，其动态调节性好，数据精准，输出稳定，且受电源及无线干扰小。

Description

一种多维度传感检测电路

技术领域

本实用新型涉及水系统的检测控制领域，具体涉及一种多维度传感检测电路。

背景技术

水系统是指以输送水或液体为能量载体与工作介质的机械设备，最常见的水系统设备为泵类。目前的水泵设备，通常采用机械阀门调节、智能电动阀调节、单机或多机定速运行、大小设备搭配并列运行、利用设备的运行台数调节等运行及控制方式，这些方法简单、直接，但由于只考虑水泵供应需求而忽略设备本身的能源消耗情况，使得能耗浪费巨大。

随着国家对节能降耗的要求、用能单位能耗费用的突显以及电机节能技术的提升，各种基于电机节能的高效电机产品、变频器调速控制技术、PID闭环反馈控制技术、电机模糊控制技术等节能措施应用而生，特别是变频器无级调速控制技术得到了非常广泛的应用。通过对变频器调速控制技术和PID闭环反馈控制等技术做了详细调研及分析，这些技术在泵类设备上应用后，能有效降低传统方式下的泵类设备运行能耗，达到一定的节能效果。但这类节能技术在实际应用中还存在一些问题，使电机能源控制精准度还留下很大空间：

1、在泵类设备上应用的变频器调速控制技术,通常采用PID控制算法，普遍使用的PID控制器控制形式主要有3种：（1）外置硬件型，通用PID节调器。操作简单、功能强大、动态调节性能好，但存在PID调节过于频繁、稳态性能稍差的缺点。（2）软件型，使用离散形式的PID控制算法在可编程序控制器上做PID控制器。（3）使用变频器内置PID控制功能。对于简单的泵类设备采用变频无级调速控制方式而言，PID控制算法是可以满足一般要求的。但应用于相对庞大而复杂，运行参数多变，且延时大、时变、非线性、多变量的系统时，PID控制算法就很难精确的进行控制。

2、依据泵类设备的工艺要求，应用变频调速控制技术常规采用单一传感装置对固定点进行参数测量（依据工艺要求的不同，传感装置有温度、温差、压力、压差、流量、速度等功能），这种方式由于检测的是一个点的一个基础参数，只能局部的反映整体系统的局部基本状况。

发明内容

为了克服现有的技术的不足,本实用新型提供一种多维度传感检测电路。

本实用新型技术方案如下所述：

一种多维度传感检测电路，其特征在于，包括初始设定、检测部分和执行元件，所述检测部分包括第一运算器、第二运算器、PID调节器、数据比较电路、数据自适应运算电路、自适应调整校正电路、数据库、感应器A、感应器B以及感应器C，所述数据库包括第一数据库和第二数据库，

所述初始设定通过所述第一运算器连接所述PID调节器，所述PID调节器输出端连接所述第二运算器，所述第二运算器连接所述数据比较电路，所述数据比较电路另一输入端连接系统安全设定值的输出端，所述数据比较电路的输出端连接所述数据自适应运算电路，所述数据自适应运算电路的输入端还连接所述感应器B和所述第一数据库，所述数据自适应运算电路的输出端连接所述自适应调整校正电路，所述自适应调整校正电路的输入端连接连接附加数据自适应运算电路，所述附加数据自适应运算电路的输入端连接所述感应器C和第二数据库，所述自适应调整校正电路的输出端连接所述执行元件，所述执行元件的输出端输出信号，所述输出信号还通过所述感应器A连接所述第一运算器输入端。

进一步的，所述初始设定由人机交互界面进行输入。

进一步的，所述感应器A输出端连接所述第一运算器反相输入端，所述初始设定连接所述第一运算器同相输入端。

进一步的，所述PID调节器包括比例电路、积分电路以及微分电路，所述比例电路、所述积分电路以及所述微分电路分别连接所述第二运算器的同相输入端。

根据上述结构的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型采用阶梯式逻辑控制、PID算法控制以及算法自学习功能三合一的控制模型，能适应庞大而复杂，运行参数多变的水系统设备节能控制系统。这种控制模型动态调节性好好，输出稳定，且受电源及无线干扰小。

本实用新型采用多个传感装置对水系统设备工艺环节的各种变化量进行快速检测，将检测结果进行汇总分析，并与工艺需求值进行最佳匹配传感装置分布在系统管道的不同位置，并将每个传感器的数据转换到相同的全局坐标系下，对水泵系统的运行工况、运行能耗、需求参数进行全面监测，能最真实的还原水泵系统的运行状态，为系统的精准控制提供有力依据。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

如图1所示，一种多维度传感检测电路，包括初始设定、检测部分和执行元件。

初始设定由人机交互界面进行输入。检测部分包括第一运算器、第二运算器、PID调节器、数据比较电路、数据自适应运算电路、自适应调整校正电路、数据库、感应器A、感应器B以及感应器C，数据库包括第一数据库和第二数据库。

初始设定输出端连接第一运算器，第一运算器另一输入端连接感应器A，第一运算器输出端连接PID调节器，PID调节器输出端连接第二运算器。PID调节器包括比例电路、积分电路以及微分电路，比例电路、积分电路以及微分电路分别连接第二运算器的同相输入端。

第二运算器连接数据比较电路，数据比较电路另一输入端连接系统安全设定值的输出端，数据比较电路的输出端连接数据自适应运算电路，数据自适应运算电路的输入端还连接感应器B和第一数据库，数据自适应运算电路的输出端连接自适应调整校正电路，自适应调整校正电路的输入端连接连接附加数据自适应运算电路，附加数据自适应运算电路的输入端连接感应器C和第二数据库。

自适应调整校正电路的输出端连接执行元件，执行元件的输出端输出信号，输出信号还通过感应器A连接第一运算器输入端。

优选的，感应器A输出端连接第一运算器反相输入端，初始设定连接第一运算器同相输入端。

本实用新型的原理为：

1、在水泵系统现场管道采用多种传感技术与装置（3－6个，视生产工艺、使用功能与控制需求而定），传感装置分布在系统管道的不同位置，对水泵系统的运行工况、运行能耗、需求参数进行全面监测。

2、通过人机界面进行系统的运行参数以及系统安全生产参数的设置，并经由通讯协议送入PLC进行数据运算，同时在人机界面显示设定值以及当前系统的实时参数。

3、当系统处于运行状态时，首先进行数据的读取刷新，根据当前的感应器A检测值进行数据的初步PID运算，得到由A点检测数据的系统调节值。

4、由A点得到的调节值与系统安全设置值进行数据处理，然后根据内部算法进行检感应器B的反馈值与数据库资料的分类筛选，得到数据处理的函数式，得到调节值的增减浮动计算值，根据内部自适应控制算法得出得到了满足系统安全要求的调整量。

5、由感应器C（即系统末端设备实际值）跟数据库进行数据运算函数的匹配，执行数据自适应运算，得出末端设备实际需求的偏差值。

6、将满足系统安全要求的调整值和系统末端设备的实际偏差值进行数据的自适应调整校正，最后得到即满足系统安全要求又能匹配系统末端设备需求的调节数据，经过数据转换后输出到系统的执行机构进行系统的精确调节。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种多维度传感检测电路，其特征在于，包括初始设定、检测部分和执行元件，所述检测部分包括第一运算器、第二运算器、PID调节器、数据比较电路、数据自适应运算电路、自适应调整校正电路、数据库、感应器A、感应器B以及感应器C，所述数据库包括第一数据库和第二数据库，

所述初始设定通过所述第一运算器连接所述PID调节器，所述PID调节器输出端连接所述第二运算器，所述第二运算器连接所述数据比较电路，所述数据比较电路另一输入端连接系统安全设定值的输出端，所述数据比较电路的输出端连接所述数据自适应运算电路，所述数据自适应运算电路的输入端还连接所述感应器B和所述第一数据库，所述数据自适应运算电路的输出端连接所述自适应调整校正电路，所述自适应调整校正电路的输入端连接连接附加数据自适应运算电路，所述附加数据自适应运算电路的输入端连接所述感应器C和第二数据库，所述自适应调整校正电路的输出端连接所述执行元件，所述执行元件的输出端输出信号，所述输出信号还通过所述感应器A连接所述第一运算器输入端。

2.根据权利要求1所述的多维度传感检测电路，其特征在于，所述初始设定由人机交互界面进行输入。

3.根据权利要求1所述的多维度传感检测电路，其特征在于，所述感应器A输出端连接所述第一运算器反相输入端，所述初始设定连接所述第一运算器同相输入端。

4.根据权利要求1所述的多维度传感检测电路，其特征在于，所述PID调节器包括比例电路、积分电路以及微分电路，所述比例电路、所述积分电路以及所述微分电路分别连接所述第二运算器的同相输入端。