[发明专利]一种调压阀压力调节控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种调压阀压力调节控制系统，适用于液压驱动型调压阀阀后压力调节。

背景技术

大型风洞或流体设备中，一般配置有大型调压阀进行快速且精确压力调节。由于阀门口径较大，阀门驱动形式一般采用液压进行驱动。而目前调压阀压力调节控制系统多直接采用工控机或PLC进行控制。

调压阀压力调节控制系统直接采用工控机进行控制方式，通常将普通工控机放置于中心控制间内，将所有信号直接引入中心控制间，测控任务均由工控机来独立完成，这种类型的系统叫做集中控制系统。这种集中控制系统完全能满足小型风洞的测控需要。现如今建造的大型风洞，风洞试验室的面积大，测量与控制对象比较分散，离中心控制间比较远，如果仍然采用集中控制系统进行控制，就会存在以下几方面的问题：

①测量与控制电缆均需进出中心控制间，电缆数量多，距离长，造价高，而且给风洞调试与检修带来不便；

②模拟信号经过长距离传输，线路损失大，而且难以解决信号的干扰问题，降低了系统工作的可靠性；

③工控机插槽十分有限，不利于测控系统进行扩充，因而造成测控系统的扩展性差。

调压阀压力调节控制系统直接采用PLC进行现场控制方式，可以解决大型设备带来上述问题，但是PLC由于浮点计算能力较弱，不能很好地进行复杂的闭环控制算法，难于实现调压阀快速和精确压力调节。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种调压阀压力调节控制系统，既满足大型风洞控制系统要求，又能提供高性能实时闭环控制，能够很好地解决调压阀快速和精确的压力调节。

本发明的技术解决方案是：

一种调压阀压力调节控制系统，包括：压力调节控制上位计算机、压力调节cRIO实时控制器、调压阀压力传感器、调压阀开度传感器、调压阀电液伺服阀、液压总电磁阀和直流电源；

压力调节控制上位计算机包括参数设置模块、TCP/IP数据通信模块和存储模块；压力调节cRIO实时控制器包括实时控制器CPU、A/D模块、D/A模块、DI模块和DO模块；

直流电源为压力调节cRIO实时控制器、调压阀压力传感器和调压阀开度传感器提供电源。

DI模块采集外部输入的使能信号并输出给实时控制器CPU，实时控制器CPU将该使能信号发送给压力调节控制上位计算机，压力调节控制上位计算机接收到使能信号之后，向实时控制器CPU发送启动信号、调压阀开度目标值和调压阀压力目标值，实时控制器CPU先通过DO模块控制液压总电磁阀开启液压油路，之后再通过A/D模块采集调压阀压力传感器和调压阀开度传感器的数据，与调压阀开度目标值和调压阀压力目标值作比较，再通过D/A模块向调压阀电液伺服阀发送指令调节调压阀的开度和压力，从而实现对调压阀的调节控制。

所述调压阀压力传感器安装在调压阀后方流体管道上，调压阀开度传感器安装在调压阀驱动液压伺服油缸上，为磁致型位移传感器。

压力调节控制上位计算机通过TCP/IP数据通信模块与压力调节cRIO实时控制器中的实时控制器CPU进行基于TCP/IP协议的数据交互。

所述调压阀开度目标值和调压阀压力目标值通过参数设置模块输入。

所述压力调节控制上位计算机通过TCP/IP数据通信模块与压力调节cRIO实时控制器中的实时控制器CPU进行基于TCP/IP协议的数据交互通过如下步骤进行：

（1）判断压力调节控制上位计算机与压力调节cRIO实时控制器的以太网端口是否连接成功，若连接成功，则进入步骤（2），否则TCP/IP数据通信模块停止工作；

（2）将参数设置模块中输入的调压阀开度目标值和调压阀压力目标值作为下行数据，写入到压力调节cRIO实时控制器的以太网端口中；

（3）压力调节控制上位计算机从压力调节cRIO实时控制器的以太网端口中读取上行数据，并判断所述上行数据是否为空，若不为空，则将所述上行数据写入到存储模块中，之后进入步骤（4）；

（4）若压力调节控制上位计算机与压力调节cRIO实时控制器之间的通信正常，则返回到步骤（2），否则终止。

所述实时控制器CPU根据采集到的传感器数据与调压阀开度目标值和调压阀压力目标值作比较，再通过D/A模块向调压阀电液伺服阀发送指令调节调压阀的开度和压力，从而实现对调压阀的调节控制包括两种调节方式。