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實時流體計量控制裝置的制作方法

文檔序號:6275488閱讀:463來源:國知局
專利名稱:實時流體計量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及計量裝置與控制裝置領(lǐng)域,具體涉及一種實時流體計量控制裝置。
背景技術(shù)
在一般的流量控制系統(tǒng)中,對于流體計量的控制,主要采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(xù)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(diào)節(jié)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(fā)明內(nèi)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(qū)動容積式定量泵,定量泵的每轉(zhuǎn)排量是固定的,因此控制電機的轉(zhuǎn)數(shù),即可實現(xiàn)流體的計量控制。該裝置通過人機界面,可以實時顯示和調(diào)節(jié)流體的計量,并可同時進行多組流體計量控制。該裝置分為計量顯示與調(diào)節(jié)裝置、控制運算與處理裝置、控制執(zhí)行裝置。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案是實時流體計量控制裝置,設(shè)有容積式定量泵以及該定量泵的驅(qū)動電機,其特征在于,設(shè)有控制運算與處理裝置;所述的驅(qū)動電機上設(shè)有電機轉(zhuǎn)數(shù)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(qū)動電機的控制執(zhí)行裝置,該控制執(zhí)行裝置中包括有前述的容積式定量泵以及該定量泵的驅(qū)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(tǒng)、其他集成電路系統(tǒng)等,功能是設(shè)定計量初值、計量值上、下限,將當前計量設(shè)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(shù),輸出到控制執(zhí)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(diào)節(jié)裝置,以實時顯示和調(diào)節(jié)計量值。
所述的計量顯示與調(diào)節(jié)裝置是一種人機界面,可以是觸摸屏、操作屏、文本顯示器等,功能是顯示當前計量設(shè)定值,修改設(shè)定值、并將修改后的值傳送到控制運算與處理裝置,顯示控制信息。
控制執(zhí)行裝置可以是步進電機系統(tǒng)、伺服電機系統(tǒng)、交流異步電機等驅(qū)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(diào)節(jié)計量值,可靠性高等優(yōu)點,對于同時進行多組流體計量控制的工況,具有較高的性價比。對于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(tǒng)框圖;圖2為實施例1,同時控制四組溶液的系統(tǒng)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(qū)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(qū)動器1、2控制;Q0.0、Q0.1為脈沖輸出端,Q0.0、Q0.1的輸出脈沖觸發(fā)步進電機驅(qū)動器,驅(qū)動器將輸出固定數(shù)目的方波脈沖,使步進電機按對應(yīng)的步數(shù)轉(zhuǎn)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(lián)接。定量泵的每轉(zhuǎn)排量是固定的,因此流體計量控制轉(zhuǎn)化為電機的轉(zhuǎn)數(shù)控制,通過控制PLC的Q0.0端的脈沖數(shù)量和頻率可精確控制步進電機的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速,一般的步進電機步距角都在10°以內(nèi),因此控制精度主要取決于泵的精度;對于控制精度不高時,可使用三相異步電機,電機的轉(zhuǎn)數(shù)控制轉(zhuǎn)化為電機的運行時間控制。該系統(tǒng)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(jù)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(tǒng)中通過程序設(shè)定,使文本顯示器的文本顯示區(qū)實時顯示溶液1、溶液2、溶液3......的設(shè)定值,可以設(shè)定每幅只顯示1個設(shè)定值、顯示2個設(shè)定值、顯示4設(shè)定值,當設(shè)定值沒有顯示完時,可通過“上”、“下”鍵翻閱;當光標停在某一設(shè)定值時,按“進入”鍵使該設(shè)定值進入修改狀態(tài),可通過“上”、“下”修改設(shè)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(shè)定值。該組設(shè)定值分別放在PLC的顯示變量存儲器內(nèi),例如VW70、VW110、VW150、VW190中,對應(yīng)的使能位分別為V68.2、V108.2、V148.2、V188.2;根據(jù)常規(guī)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,并設(shè)定相應(yīng)的上、下極限值,文本顯示器讀取初值并顯示,當某一設(shè)定值被修改后,將修改后的值傳回對應(yīng)的變量存儲器,并將對應(yīng)的使能位置位,PLC檢測到使能位置位后,將傳回值與上、下極限值比較,若在上、下極限范圍內(nèi),則將設(shè)定值修改為傳回值,若大于上極限值則將設(shè)定值修改為上極限值,若小于下極限值則將設(shè)定值修改為下極限值。若控制對象為步進電機驅(qū)動器,則將計量值換算成相應(yīng)的脈沖數(shù),寫入控制字寄存器,并填寫脈沖串多段包絡(luò)表,執(zhí)行脈沖輸出指令即可實現(xiàn)步進電機轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速控制,從而實現(xiàn)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(yīng)的時間,寫入定時器,控制電機的運行時間,即可實現(xiàn)流體計量控制。假如要四種溶液均要實現(xiàn)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,則脈沖數(shù)為18000;兩臺額定轉(zhuǎn)速為1480r/min的三相電機,則控制時間為20.23s。
權(quán)利要求1.一種實時流體計量控制裝置,設(shè)有容積式定量泵以及該定量泵的驅(qū)動電機,其特征在于,設(shè)有控制運算與處理裝置,所述的驅(qū)動電機上設(shè)有電機轉(zhuǎn)數(shù)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(qū)動電機的控制執(zhí)行裝置,該控制執(zhí)行裝置中包括有前述的容積式定量泵以及該定量泵的驅(qū)動電機。
2.按照權(quán)利要求1所述的實時流體計量控制裝置,其特征在于,所述的控制執(zhí)行裝置采用步進電機系統(tǒng)、伺服電機系統(tǒng)或交流異步電機驅(qū)動的容積式定量泵。
3.按照權(quán)利要求1所述的實時流體計量控制裝置,其特征在于,所述的控制運算與處理裝置的輸出分別與多路驅(qū)動電機的控制執(zhí)行裝置同時連接。
4.按照權(quán)利要求1或2或3所述的實時流體計量控制裝置,其特征在于,控制運算與處理裝置上還連接有計量顯示與調(diào)節(jié)裝置。
5.按照權(quán)利要求4所述的實時流體計量控制裝置,其特征在于,所述的控制運算與處理裝置采用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(shè)有容積式定量泵以及該定量泵的驅(qū)動電機,特征是設(shè)有控制運算與處理裝置,驅(qū)動電機上設(shè)有電機轉(zhuǎn)數(shù)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(qū)動電機的控制執(zhí)行裝置,該控制執(zhí)行裝置中包括有容積式定量泵以及驅(qū)動電機??刂七\算與處理裝置上還連接有計量顯示與調(diào)節(jié)裝置,以實時顯示和調(diào)節(jié)計量值??刂茍?zhí)行裝置可采用步進電機系統(tǒng)、伺服電機系統(tǒng)或交流異步電機驅(qū)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(diào)節(jié)計量值,可靠性高等優(yōu)點,對于同時進行多組流體計量控制的工況,具有較高的性價比。對于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(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者李培啟, 宋樹軍 申請人:徐州海倫哲工程機械有限公司
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