[发明专利]一种压缩空气系统压力流量联合控制节能装置及方法

权利要求书

1.一种压缩空气系统压力流量联合控制节能装置，其特征在于，包括控制装置(2)和直通管道(1)，所述直通管道(1)上设置有智能调节阀(5)和流量计(6)，所述智能调节阀(5)靠近所述直通管道(1)的气体入口端(10)，所述流量计(6)靠近所述直通管道(1)的气体出口端(11)，还包括设置在所述直通管道(1)外且与所述直通管道(1)的气体出口端(11)相连通的压力变送器(3)，所述控制装置(2)分别与所述智能调节阀(5)、所述流量计(6)及所述压力变送器(3)通过信号线连接；

所述控制装置(2)采用串级双回路闭环控制，包括主控制单元和副控制单元，所述主控制单元由主控制器(12)和压力-流量转换模块(13)组成，所述副控制单元由副控制器(14)和限幅模块(15)组成；

所述主控制单元和所述压力变送器(3)构成主回路，所述副控制单元、所述智能调节阀(5)和所述流量计(6)构成副回路；

所述主控制器(12)用来接收所述压力变送器(3)采集到的智能调节阀(5)后压力值，与压力设定值作比较得到压力差值，并将压力差值输出到所述压力-流量转换模块(13)；

所述压力-流量转换模块(13)用来接收来自所述主控制器(12)输出的压力差值，将压力差值转换为对应的流量值并将其输出到所述副控制器(14)，作为副回路的流量设定值；

所述副控制器(14)用来接收所述流量计(6)采集的直通管道(1)的流量值，并与来自压力-流量转换模块(13)输出的流量设定值作比较，经计算得到流量输出值并将其输出给所述限幅模块(15)；

所述限幅模块(15)用来接收来自所述副控制器(14)输出的流量输出值，并对其进行限幅处理后输出到所述智能调节阀(5)，控制所述智能调节阀(5)的开度。

2.根据权利要求1所述的节能装置，其特征在于，所述直通管道(1)上还设置有第一手动调节阀(4)和第二手动调节阀(7)，所述第一手动调节阀(4)设置在所述直通管道(1)的气体入口端(10)与所述智能调节阀(5)之间，所述第二手动调节阀(7)设置在所述直通管道(1)的气体出口端(11)与所述流量计(6)之间。

3.根据权利要求1所述的节能装置，其特征在于，所述节能装置还包括旁通管道(8)，所述旁通管道(8)的一端与所述直通管道(1)的气体入口端(10)相连通，所述旁通管道(8)的另一端与所述直通管道(1)的气体出口端(11)相连通，所述旁通管道(8)上还设置有旁通阀(9)。

4.根据权利要求1所述的节能装置，其特征在于，所述主控制器(12)为反作用位置式PID控制器。

5.根据权利要求1所述的节能装置，其特征在于，所述智能调节阀(5)为气关阀，所述副控制器(14)为具有参数自整定功能的正作用模糊PI控制器。

6.根据权利要求1所述的节能装置，其特征在于，所述智能调节阀(5)为气开阀，所述副控制器(14)为具有参数自整定功能的反作用模糊PI控制器。

7.一种压缩空气系统压力流量联合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

主控制器(12)接收压力变送器(3)采集到的智能调节阀(5)后压力值，与压力设定值作比较得到压力差值，并将压力差值输出到压力-流量转换模块(13)；

压力-流量转换模块(13)接收来自主控制器(12)输出的压力差值，将压力差值转换成对应的流量值并将其输出到副控制器(14)，作为副回路的流量设定值；

副控制器(14)接收来自流量计(6)采集的直通管道(1)的流量值，并与来自压力-流量转换模块(13)输出的流量设定值作比较，经计算得到流量输出值并将其输出给限幅模块(15)；

限幅模块(15)接收来自副控制器(14)输出的流量输出值，对其进行限幅处理后得到开度调节输出值，并将其输出到智能调节阀(5)；

智能调节阀(5)接收来自限幅模块(15)输出的开度调节输出值，将其作为控制命令，迅速准确地动作到开度调节输出值对应的位置；

循环执行以上步骤，实现直通管道(1)中智能调节阀(5)后压力稳定在设定值附近。

8.根据权利要求7所述控制方法，其特征在于，在进行压力流量联合控制之前需对所述主控制器(12)参数进行整定，整定方法有经验法、临界比例度法、衰减震荡法和响应曲线法。