一种稳定气动支路管网压力的控制装置及控制方法与流程

本发明属于气动节能与控制领域，特别涉及一种稳定气动支路管网压力的控制装置及控制方法。

背景技术：

在铝合金轮毂、电解铝、轮胎等企业的气动管网，由于生产线定期维护或生产线工艺性要求，经常用到间歇性大流量用气喷吹设备；每次开启这些设备经常导致气动管网压力的大范围波动，严重时会影响其他生产线的正常生产。

为了保证其他生产线的正常运行，企业通常采用提高整个压缩空气管网压力的方法；压缩空气管网压力提高的同时也增加了整个系统的耗电量、压缩空气泄漏量等。

为了减小气动管网的压力波动范围，提高气动管网的供气质量，就要针对间歇性大流量用气设备对气动管网系统进行优化，因此怎样去识别间歇性大流量用气设备就十分关键。

本发明针对怎样识别和控制间歇性大流量用气设备这一问题，提出了一种稳定气动支路管网压力的控制装置及控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的是：针对如何识别并控制间歇性大流量用气设备这一问题，提出了一种稳定气动支路管网压力的控制装置及控制方法。

本发明技术方案是：

一种稳定气动支路管网压力的控制装置，其包括气源（1）、分离器（2）、储气罐（3）、截止阀（4）、压力传感器（5）、、比例节流阀（6）其他正常用气设备（7）、间歇性大流量用气设备（8）、可编程控制器（9）。各支路比例节流阀（6）分别安装于输送管网的间歇性大流量用气设备的入口，各支路压力传感器（5）分别安装于各支路比例节流阀的入口，压力传感器（5）和比例节流阀（6）分别通过导线连接于可编程序控制器（9）。

所述控制装置，其中，各支路压力传感器（5）是用来采集各用气支路压力值并传送至可编程序控制器（9）；可编程序控制器（9）用来处理各支路压力数据，计算出控制比例节流阀的阀口开度的控制量，并将控制量传送至比例节流阀（6），控制并调节比例节流阀（6）的阀口开度，减小间歇性大流量用气设备的耗气量，保证支路和主管网用气的压力稳定。

一种使用所述控制装置的控制方法，其包括以下步骤：

在可编程控制器（9）内部设定好各用气支路的允许压力范围；接着使用压力传感器（5）实时测量各用气支路的输出压力值；然后将测量压力值通过导线传输到可编程控制器（9）；当用气支路测量压力值高于该支路设定的允许压力范围的最大值时，则输出正的递增的控制量给比例节流阀（6），让比例节流阀（6）的阀口开度逐渐增大，提高耗气量，减少用气支路的压力；当用气支路测量压力值低于该支路设定的允许压力范围的最小值时，则输出正的递减的控制量给比例节流阀（6），让比例节流阀（6）的阀口开度逐渐增小，减小耗气量，增大用气支路的压力。

所述的控制方法，其中，比例节流阀的阀口开度的调节还包括：

当该用气支路需要比例节流阀（6）的阀口的开度增大以减小支路压力时，该阀口的开度沿着正的以大于1的数为底的对数函数递增的规律增大，一开始比例节流阀的阀口打开的速度最大，随着该用气支路压力的减小，比例节流阀（6）的阀口打开速度逐渐减小，直到该用气支路压力减小到允许压力范围内；当该用气支路需要比例节流阀（6）的阀口的开度减小以增大支路压力时，该阀口的开度沿着正的以大于0且小于1的数为底的对数函数递减的规律减小，一开始比例节流阀（6）的阀口关闭的速度最大，随着该用气支路压力的增大，比例节流阀（6）的阀口关闭速度逐渐减小，直到该用气支路压力增大到允许压力范围内。

所述控制装置和控制方法，还包括：

气动管网正常运行时各用气支路压力的波动范围在允许压力范围内，间歇性大流量用气设备在开启和关闭的瞬间会对气动管网支路压力产生一个较大的波动，即间歇性大流量用气设备在开启的瞬间气动管网支路压力会明显减小，间歇性大流量用气设备在关闭的瞬间气动管网支路压力会明显增大；通过压力传感器实时测量各用气支路的压力值，对间歇性大流量用气设备在开启和关闭的瞬间气动管网支路压力的变化量进行识别，进而输出控制量，稳定该支路的压力，从而保证整个气动管网的压力稳定。

本发明提供的一种稳定气动支路管网压力的控制装置及控制方法，通过将各支路的用气压力稳定控制在设定的允许压力范围内，减小气动管网各支路的压力波动范围，提高气动管网的整体供气质量，保证所有生产线的正常运行，改善了传统以提高气源供气量来稳定管网压力的增加压缩机开启台数的控制方法，最大限度的实现了气动系统各支路管网的节能降耗。

附图说明

图1是一种稳定气动支路管网压力的控制装置组成框图。

图2是一种稳定气动支路管网压力的控制方法的控制原理图。

图3是一种稳定气动支路管网压力的控制算法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种稳定气动支路管网压力的控制装置，由气源（1）、分离器（2）、储气罐（3）、截止阀（4）、压力传感器（5）、、比例节流阀（6）其他正常用气设备（7）、间歇性大流量用气设备（8）、可编程控制器（9）组成。

其中，各用气支路压力传感器（5）是用来采集各用气支路压力值并传送至可编程序控制器（9）；可编程序控制器（9）对各用气支路压力值进行处理，并将处理结果输出给比例节流阀（6）。

按图1所示，将各用气支路压力传感器（5）和可编程序控制器（9）安装到气动管网系统上，开启气动系统和控制装置，在可编程控制器（9）内部设定好各用气支路的允许压力范围，并调试完毕。

按图2所示，使用压力传感器（5）实时测量各用气支路的输出压力值；然后将测量压力值通过导线传输到可编程控制器（9），可编程序控制器（9）将支路压力与该支路的允许压力范围用控制算法（如图3所示）进行比较。

气动管网正常运行时各用气支路压力的波动范围在允许压力范围内，间歇性大流量用气设备在开启和关闭的瞬间会对气动管网支路压力产生一个较大的波动，即间歇性大流量用气设备在开启的瞬间气动管网支路压力会明显减小，间歇性大流量用气设备在关闭的瞬间气动管网支路压力会明显增大。

如图3所示，当用气支路测量压力值高于该支路设定的允许压力范围的最大值时，则输出正的递增的控制量给比例节流阀（6），该阀口的开度沿着正的以大于1的数为底的对数函数递增的规律增大，一开始比例节流阀的阀口打开的速度最大，随着该用气支路压力的减小，比例节流阀（6）的阀口打开速度逐渐减小，直到该用气支路压力减小到允许压力范围内，以提高耗气量，减少用气支路的压力；当用气支路测量压力值低于该支路设定的允许压力范围的最小值时，则输出正的递减的控制量给比例节流阀（6），该阀口的开度沿着正的以大于0且小于1的数为底的对数函数递减的规律减小，一开始比例节流阀（6）的阀口关闭的速度最大，随着该用气支路压力的增大，比例节流阀（6）的阀口关闭速度逐渐减小，直到该用气支路压力增大到允许压力范围内，以减小耗气量，增大用气支路的压力。

以上述过程控制并调节比例节流阀（6）的阀口开度，将各支路的用气压力稳定控制在设定的允许压力范围内，减小气动管网各支路的压力波动范围，提高气动管网的整体供气质量，保证所有生产线的正常运行。