實時流體計量控制裝置的製作方法
2023-10-05 19:58:59
專利名稱：實時流體計量控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及計量裝置與控制裝置領域，具體涉及一種實時流體計量控制裝置。
背景技術：
在一般的流量控制系統中，對於流體計量的控制，主要採用以下幾種方式使用流量計；使用定量容器，定時添加；使用變量泵，連續添加；使用定量泵，短時添加；以上方式具有以下某一或幾個缺點實時調節性能差；計量值顯示不直觀；不能同時進行多組流體計量控制。
發明內容
本實用新型將提供一種實時流體計量控制裝置，該裝置是通過電機驅動容積式定量泵，定量泵的每轉排量是固定的，因此控制電機的轉數，即可實現流體的計量控制。該裝置通過人機界面，可以實時顯示和調節流體的計量，並可同時進行多組流體計量控制。該裝置分為計量顯示與調節裝置、控制運算與處理裝置、控制執行裝置。
實現上述發明目的的技術方案是實時流體計量控制裝置，設有容積式定量泵以及該定量泵的驅動電機，其特徵在於，設有控制運算與處理裝置；所述的驅動電機上設有電機轉數傳感器，該傳感器的輸出接該控制運算與處理裝置，控制運算與處理裝置的輸出接驅動電機的控制執行裝置，該控制執行裝置中包括有前述的容積式定量泵以及該定量泵的驅動電機。
所述的控制運算與處理裝置可以是PLC、PC、單片機系統、其他集成電路系統等，功能是設定計量初值、計量值上、下限，將當前計量設定值傳送到控制運算與處理裝置和計量顯示裝置，對計量值進行運算處理，以獲得輸出控制參數，輸出到控制執行裝置。
以上的控制運算與處理裝置上，還可以連接有計量顯示與調節裝置，以實時顯示和調節計量值。
所述的計量顯示與調節裝置是一種人機界面，可以是觸控螢幕、操作屏、文本顯示器等，功能是顯示當前計量設定值，修改設定值、並將修改後的值傳送到控制運算與處理裝置，顯示控制信息。
控制執行裝置可以是步進電機系統、伺服電機系統、交流異步電機等驅動容積式定量泵，功能是接受控制運算與處理裝置的控制，輸出指定計量的流體。
本實用新型提供的實時流體計量控制裝置具有控制精度高，能實時顯示、調節計量值，可靠性高等優點，對於同時進行多組流體計量控制的工況，具有較高的性價比。對於控制精度不高的工況，可使用三相異步電機，以降低成本。
圖1為該裝置的系統框圖；圖2為實施例1，同時控制四組溶液的系統原理圖；圖3為實施例工作流程框圖。
具體實施方式
實施例1，參照圖1～圖3泵1、泵2、泵3等為柱塞式定量泵，由電機驅動；M1、M2、M3等為電機，其中M1、M2為步進電機，M3為三相異步電機；S1為啟動按鈕，S2為停止按鈕；KM1、KM2為接觸器；三相異步電機M3分別由接觸器KM1、KM2控制啟停；步進電機M1、M2分別由步進電機驅動器1、2控制；Q0.0、Q0.1為脈衝輸出端，Q0.0、Q0.1的輸出脈衝觸發步進電機驅動器，驅動器將輸出固定數目的方波脈衝，使步進電機按對應的步數轉動；Q0.2、Q0.3為步進電機方向控制端；PLC為可編程序控制器；文本顯示器通過通訊電纜與可編程序控制器聯接。定量泵的每轉排量是固定的，因此流體計量控制轉化為電機的轉數控制，通過控制PLC的Q0.0端的脈衝數量和頻率可精確控制步進電機的轉數和轉速，一般的步進電機步距角都在10°以內，因此控制精度主要取決於泵的精度；對於控制精度不高時，可使用三相異步電機，電機的轉數控制轉化為電機的運行時間控制。該系統中溶液1、溶液2計量精度要求較高，溶液3等計量精度要求中等；因此使用泵1、泵2輸送溶液1、溶液2，使用泵3等輸送溶液3......，各種溶液根據計量大小、控制精度選擇合適排量和精度的柱塞定量泵。
在該系統中通過程序設定，使文本顯示器的文本顯示區實時顯示溶液1、溶液2、溶液3......的設定值，可以設定每幅只顯示1個設定值、顯示2個設定值、顯示4設定值，當設定值沒有顯示完時，可通過「上」、「下」鍵翻閱；當光標停在某一設定值時，按「進入」鍵使該設定值進入修改狀態，可通過「上」、「下」修改設定值，按「進入」鍵完成修改；也可通過「溶液1」、「溶液2」、「溶液3」、「溶液4」鍵獨立顯示某設定值。該組設定值分別放在PLC的顯示變量存儲器內，例如VW70、VW110、VW150、VW190中，對應的使能位分別為V68.2、V108.2、V148.2、V188.2；根據常規計量，PLC的初始化程序為一組中間變量存儲器(例如VW200、VW210、VW220、VW230)先賦初值，並設定相應的上、下極限值，文本顯示器讀取初值並顯示，當某一設定值被修改後，將修改後的值傳回對應的變量存儲器，並將對應的使能位置位，PLC檢測到使能位置位後，將傳回值與上、下極限值比較，若在上、下極限範圍內，則將設定值修改為傳回值，若大於上極限值則將設定值修改為上極限值，若小於下極限值則將設定值修改為下極限值。若控制對象為步進電機驅動器，則將計量值換算成相應的脈衝數，寫入控制字寄存器，並填寫脈衝串多段包絡表，執行脈衝輸出指令即可實現步進電機轉數和轉速控制，從而實現流體計量控制。若控制對象為三相異步電機，則將計量值換算成相應的時間，寫入定時器，控制電機的運行時間，即可實現流體計量控制。假如要四種溶液均要實現11的流量控制，選泵的排量均為2ml/r，兩臺步距角為10的步進電機，則脈衝數為18000；兩臺額定轉速為1480r/min的三相電機，則控制時間為20.23s。
權利要求1.一種實時流體計量控制裝置，設有容積式定量泵以及該定量泵的驅動電機，其特徵在於，設有控制運算與處理裝置，所述的驅動電機上設有電機轉數傳感器，該傳感器的輸出接控制運算與處理裝置，控制運算與處理裝置的輸出接驅動電機的控制執行裝置，該控制執行裝置中包括有前述的容積式定量泵以及該定量泵的驅動電機。
2.按照權利要求1所述的實時流體計量控制裝置，其特徵在於，所述的控制執行裝置採用步進電機系統、伺服電機系統或交流異步電機驅動的容積式定量泵。
3.按照權利要求1所述的實時流體計量控制裝置，其特徵在於，所述的控制運算與處理裝置的輸出分別與多路驅動電機的控制執行裝置同時連接。
4.按照權利要求1或2或3所述的實時流體計量控制裝置，其特徵在於，控制運算與處理裝置上還連接有計量顯示與調節裝置。
5.按照權利要求4所述的實時流體計量控制裝置，其特徵在於，所述的控制運算與處理裝置採用PLC、PC、單片機或集成電路。
專利摘要實時流體計量控制裝置，設有容積式定量泵以及該定量泵的驅動電機，特徵是設有控制運算與處理裝置，驅動電機上設有電機轉數傳感器，該傳感器的輸出接控制運算與處理裝置，控制運算與處理裝置的輸出接驅動電機的控制執行裝置，該控制執行裝置中包括有容積式定量泵以及驅動電機。控制運算與處理裝置上還連接有計量顯示與調節裝置，以實時顯示和調節計量值。控制執行裝置可採用步進電機系統、伺服電機系統或交流異步電機驅動的容積式定量泵。本實時流體計量控制裝置具有控制精度高，能實時顯示、調節計量值，可靠性高等優點，對於同時進行多組流體計量控制的工況，具有較高的性價比。對於控制精度不高的工況，可使用三相異步電機，以降低成本。
文檔編號G05D7/06GK2814474SQ20052007150
公開日2006年9月6日 申請日期2005年5月11日 優先權日2005年5月11日
發明者李培啟, 宋樹軍 申請人:徐州海倫哲工程機械有限公司