一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型是有關于一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置，包括電子秤、DCS控制系統(tǒng)、變頻器以及原料泵，電子秤連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)連接變頻器，變頻器連接原料泵，原料泵與電子秤相連，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中，DCS控制系統(tǒng)中包括比較器。本實用新型控制精度高，響應速度快，實時性強，不存在滯后現象，不會產生累積誤差并具有良好的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置。特別是涉及一種能精確控制小流量液體進料量的中、小型進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置及方法。

【背景技術】
[0002]在中、小型實驗裝置上進行各種實驗研究的過程中，進料量需嚴格控制，尤其是每個瞬間進料量都應保持恒定不變，才能使整個過程的工藝參數保持不變。如加氫(或有催化劑存在的反應)工藝過程中的空速就是一個與進料量相關的重要參數之一，空速是指單位時間進入反應器的原料量與反應器催化劑藏量之比:
[0003]空速=進料量/催化劑藏量=(總量/時間)/催化劑藏量
[0004]通常反應器的催化劑藏量是固定的，進料量影響空速。如果進料量不是恒定值，那么空速也不是恒定值，反應生成的產物也不能真實地反映出催化劑的性能或原料的性能。
[0005]另外，進行物料平衡的計算和產品產率的計算，均需要精確的進料量來完成。如產品產率通過下式計算:
[0006]某一產品產率=(該產品重量/進料量)X 100%
[0007]因此，在試驗過程中，穩(wěn)定的進料量是保證試驗成功的一個重要參數。對小流量液體而言，穩(wěn)定的進料量尤為重要，因為微小的誤差會使整個試驗無代表性，無法正確分析試驗數據，甚至導致誤判。
[0008]常用的兩種進料控制方法如下:
[0009]1.采用流量計和控制調節(jié)閥聯合控制進料量。該方法對于控制瞬時計量的小流量液體進料的難度較大，小流量的劑量很難選，且受溫度、壓力影響，導致精確度差，且造價聞。
[0010]2.采用電子秤與原料泵聯合控制進料量。該方法是將原料放在電子秤上，根據電子秤顯示的數值，手動調節(jié)原料泵流量，反復多次才能達到試驗要求的量。但是，泵的進料速率會隨著原料量的減少而遞減，且不能保證泵在一定轉速下進料穩(wěn)定。要經常標定泵的進料量，以保證進料相對穩(wěn)定。因此整個過程的進料量不穩(wěn)定。
[0011]由此可見，上述現有的進料控制裝置及方法，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。因此如何能創(chuàng)設一種精確控制進料量的裝置及方法，亦成為當前業(yè)界極需改進的目標。
[0012]有鑒于上述現有的進料系統(tǒng)控制裝置及方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種先進的進料系統(tǒng)控制裝置及方法，能夠改進一般現有的進料系統(tǒng)控制裝置及方法，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經過反復試驗及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本實用新型。


【發(fā)明內容】

[0013]本實用新型的目的在于，克服現有的進料系統(tǒng)控制裝置及方法存在的缺陷，而提供一種先進的進料系統(tǒng)控制裝置及方法，所要解決的技術問題是使現有的進料系統(tǒng)可以連續(xù)平穩(wěn)、精確的控制液體進料量，小流量達到1% FS，所選用的電子秤分度值有多高，控制精度就能達到多高。
[0014]本實用新型的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本實用新型提出的一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置，包括:電子秤、DCS控制系統(tǒng)、變頻器以及原料泵。電子秤連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)連接變頻器，變頻器連接原料泵，原料泵與電子秤相連，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中，DCS控制系統(tǒng)中包括比較器。
[0015]借由上述技術方案，本實用新型一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置及方法至少具有下列優(yōu)點及有益效果:
[0016]1.本實用新型控制精度高，響應速度快，實時性強，不存在滯后現象；
[0017]2.本實用新型不會產生累積誤差，并具有良好的穩(wěn)定性；
[0018]3.本實用新型可以連續(xù)平穩(wěn)、精確的控制液體進料量，特別是對于小流量，精度能達到1% FS。電子秤分度值越高，控制精度就越高。進料以重量計算，直觀、方便，且成本低。
[0019]4.本實用新型的操作簡單、精確度高、易控制、可靠性強，可廣泛應用于各種實驗室中、小型試驗中，進行工藝研究和科學實驗。
[0020]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置的結構示意圖。
[0022]圖2為本實用新型一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置的流程方框圖。
[0023]圖3為本實用新型一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置的測量值與理論值的關系圖。

【具體實施方式】
[0024]為更進一步闡述本實用新型為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置及方法其【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0025]請參閱圖1所示，本實用新型提出了一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置，包括:電子秤、DCS控制系統(tǒng)、比較器、變頻器以及原料泵。電子秤連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)連接變頻器，變頻器連接原料泵，原料泵又與電子秤相連，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中，DCS控制系統(tǒng)中設有比較器。
[0026]請參閱圖1、圖2所示，本實用新型提出了一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制方法，在一個實施例中，某裝置的進料量是100g/h，包括以下步驟:
[0027]1.首先，在DCS控制系統(tǒng)中輸入給定值以及相關參數，其中，給定值是工藝要求的進料量，即單位時間重量(g/h)或者單位時間流量(ml/h)，在本實施例中給定值是100g/h，相關參數是:比例(取值范圍480?520)、積分(取值范圍280?320)、前饋(取值范圍80?120)、比重(原料實際測量比重)和警限(取值范圍5?15)，電子秤測量初始原料重量，采用RS232串口通信將測量值讀入DCS控制系統(tǒng)；
[0028]2.接著，在自動控制方式下，先通過同步將讀入DSC控制系統(tǒng)的初始測量值5000g設定為初始理論值5000g，此時測量值與理論值相同。同步后，DCS控制系統(tǒng)會自動轉到自動控制方式，其中，同步后的理論值是同步后的實時測量值減去給定值，故理論值可根據實時測量值的不斷減小而不停的遞減，其中，測量值范圍一般在Og?60000g，理論值范圍一般在Og?60000g，請參閱圖3所示，圖3中直線為理論值，曲線為測量值，在實驗過程中，通過DCS控制系統(tǒng)中的程序控制，實時測量值始終與實時理論值利用比較器進行比較，用測量值減去理論值得到兩者的偏差，偏差的范圍一般在±(0.1%?0.5% )，偏差等于零，說明原料進料量穩(wěn)定，偏差大于零或小于零，說明原料進料量不穩(wěn)定；
[0029]3.然后，如果偏差>0，采用PID方法，使DCS控制系統(tǒng)的輸出增大，變頻器的頻率增加，原料泵的轉速增大，進而進料量增大；如果偏差<0，采用PID方法，使DCS控制系統(tǒng)的輸出減小，變頻器的頻率降低，原料泵的轉速減小，進而進料量減小，其中，頻率值范圍一般在OHz?50Hz，P范圍一般在100?999，I范圍一般在100?999。通過DCS控制系統(tǒng)、變頻器和原料泵，使電子秤的測量值始終在理論值附近，保證進料穩(wěn)定且無累積誤差。
[0030]4.最后，電子秤實時測量進料后的剩余原料重量，將實時測量值讀入DCS控制系統(tǒng)，與DCS控制系統(tǒng)計算的實時理論值比較，形成閉環(huán)控制回路。
[0031]當運轉周期較長時，需要在實驗過程中加原料。加原料時切換到手動控制方式。此時原料泵的輸出值保持為之前的輸出值，加油完畢，直接改為自動同步操作即可。
[0032]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種進料系統(tǒng)閉環(huán)控制裝置，其特征在于包括:電子秤、DCS控制系統(tǒng)、變頻器以及原料泵，電子秤連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)連接變頻器，變頻器連接原料泵，原料泵與電子秤相連，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中，DCS控制系統(tǒng)中包括比較器。
【文檔編號】B01J4/02GK203829992SQ201420223804
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權日:2014年5月4日
【發(fā)明者】蔡素玲, 郭金亮 申請人:洛陽凱美勝石化設備有限公司