[发明专利]双泵多路高精度加注装置及其控制方法

权利要求书

1.一种双泵多路高精度加注装置，其特征在于，包括控制器以及顺序连接在药剂罐和多路主流量管路之间的双泵机构、多路加注机构，所述多路加注机构的各加注机构与多路主流量管路的各主流量管路一一对应设置；所述药剂罐内安装液位计；双泵机构包括并联连接的常规加注泵支路和备用加注泵支路；常规加注泵支路包括常规加注泵以及与常规加注泵流体出口连接的止回阀；备用加注泵支路包括备用加注泵以及与备用加注泵流体出口连接的止回阀；多路主流量管路的每一条主流量管路均分别配置有一台主流量泵和主流量计；多路加注机构的每一个加注机构包括顺序连接的加注流量计、电磁阀以及止回阀；同时，双泵机构的流体出口通过回流机构与药剂罐连接，另外，双泵机构的流体出口与多路加注机构的连接管路上安装压力传感器；所述控制器为PLC控制器，该PLC控制器包括双泵控制模块以及电磁阀通断控制模块；电磁阀通断控制模块通过加注流量计以及安装在主流量分支输送管道上的主流量计所反馈的数据，自动地控制电磁阀的通断；双泵控制模块通过液位计、压力传感器、主流量泵以及主流量计所反馈的数据，自动地控制常规加注泵以及备用加注泵的动作。

2.根据权利要求1所述双泵多路高精度加注装置，其特征在于，所述药剂罐的流体出口通过过滤器与双泵机构的流体入口连接。

3.根据权利要求1所述双泵多路高精度加注装置，其特征在于，所述回流机构包括连接管道以及安装在连接管道上的安全阀，连接管道的两端分别与双泵机构的流体出口和药剂罐连接。

4.根据权利要求3所述双泵多路高精度加注装置，其特征在于，所述安全阀为安全溢流阀。

5.一种权利要求1所述双泵多路高精度加注装置的控制方法，其特征在于，包括加注双泵运行控制方法以及PID-PWM加注脉冲控制方法；其中：

所述的加注双泵运行控制方法，包括以下步骤：（1）预设参数——在PLC控制器中预设双泵机构的工作压力下限值F_0x、工作压力上限值F_0s、双泵机构中各加注泵的启动时间t₀以及正常工作时间阀值t_f；（2）启动设备——启动任一台主流量泵，PLC控制器接收到该主流量泵的接触器辅助触点反馈的闭合信号时，启动双泵机构的任一台加注泵；（3）双泵控制——PLC控制器通过所接收到的加注泵启动时长t₀后所输出的启动压力值F_o、在正常工作时间阀值t_f内的实际工作压力值F_W以及该台加注泵的持续工作时间，自动控制双泵机构中两加注泵的运行状况；（4）关闭设备——关闭所有主流量泵，PLC控制器接收到多路主流量管路中所有主流量泵的接触器辅助触点反馈的关断状态信号时，制停双泵机构中的两台加注泵；（5）再次启动设备，使得主流量泵工作时，启动与步骤（4）中最后处于工作状态相对的另一台加注泵；

所述的PID-PWM加注脉冲控制方法，包括以下步骤：

1）计算实际加注比例                                               ，；其中：为实测加注流速；为对应实测主流速；

2）PID-PWM控制器基于加注比例给定值与实际加注比例的偏差以及数字PID算法进行运算，获得控制电磁阀的时间占空比：

 

其中：、为给定比例与实际比例偏差；为PID-PWM控制器比例参数；为PID-PWM控制器的积分时间参数；为PID-PWM控制器的微分时间参数；为PID-PWM控制器的周期；

3）电磁阀开启时间为；关闭时间为；其中：为电磁阀开关周期；，其中：为避免电磁发高频震荡的最小开关周期，为电磁阀开关周期比例系数，为实测主流速；

则控制器输出的表达式如下：；

4）控制器输出值为1时，加剂使能信号有效，电磁阀打开；控制器输出值为0时，加剂使能信号无效，电磁阀关闭。

6.根据权利要求5所述双泵多路高精度加注装置的控制方法，其特征在于，所述加注双泵运行控制方法的步骤（3）包括以下步骤：a、测量加注泵启动时长t₀后所输出的启动压力值F_o，并将启动压力值F_o反馈到PLC控制器；b、PLC控制器将所接收到的启动压力值F_o与预设的工作压力下限值F_0x、工作压力上限值F_0s进行比较：若启动压力值F_o始终低于压力下限值F_0x，制停该台加注泵，同时启动另一台加注泵；若启动压力值F_o介于压力下限值F_0x以及压力上限值F_0s之间，维持该台加注泵的正常运行；若启动压力值F_o高于压力上限值F_0s，制停该台加注泵，结束设备运行；c、测量加注泵在正常工作时间阀值t_f内的实际工作压力值F_W，并将实际工作压力值F_W反馈到PLC控制器；d、PLC控制器将所接收到的实际工作压力值F_W与预设的工作压力下限值F_0x、工作压力上限值F_0s进行比较：若实际工作压力值F_W低于压力下限值F_0x，制停该台加注泵，同时启动另一台加注泵；若启动压力值F_o介于压力下限值F_0x以及压力上限值F_0s之间，维持该台加注泵的正常运行；若启动压力值F_o高于压力上限值F_0s，制停该台加注泵，结束设备运行；f、PLC控制器检测到加注泵持续工作时间等于正常工作时间阀值t_f时，制停该台加注泵，启动另一台加注泵。