一种快速流量控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种快速流量控制系统，包括流量泵、变频器、流量检测单元、驱动控制单元和电源模块，驱动控制单元中：脉冲电压转换电路将实时流量脉冲信号转换成实时流量电压信号，信号放大电路对实时流量电压信号进行信号放大处理，电压比较电路设置有对应于目标流量的目标流量电压设定值，电压比较电路比较判断实时流量电压信号是否大于目标流量电压设定值，电压比较电路输出对应于判断结果的判断结果电压信号，电压电流转换电路将判断结果电压信号转换成判断结果电流信号，该判断结果电流信号通过驱动电路驱动变频器工作。本实用新型专利技术具有响应速度快、能够瞬时控制流量、流量控制精度高的优点。

Fast flow control system

The utility model discloses a fast flow control system, including flow pump, frequency converter, flow detection unit, a drive control unit and a power supply module, drive control unit: pulse voltage conversion circuit converts the pulse signal into the real-time traffic flow real-time voltage signal, a signal amplifying circuit for real-time traffic signal voltage amplification, voltage the comparison circuit is arranged target flow voltage corresponding to the target flow set value voltage comparison circuit compares the voltage signal is greater than the judgment of real-time traffic flow target voltage value, the output voltage comparison circuit corresponding to the judgment result of voltage signal, voltage and current conversion circuit converts the voltage signal into the judgment result of the judgment judgment result of current signal. The drive circuit drives the inverter through current signal. The utility model has the advantages of fast response speed, high control precision of flow rate and flow control.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种快速流量控制系统，其响应速度可达微秒级，属于流量控制调节

技术介绍
由于流量控制领域不断更新，国内外生产厂家大多采用变频器调速控制流量。即由料路流量计反馈流量脉冲信息至PLC，PLC通过处理调节程序输出变频器控制流量泵调速，完成流量调节控制。此系统的造价高，抗干扰能力差，且运行扫描周期会长达数ms。在一些要求在高压高速高精度的流量系统中，其工作运行时，运行过程时间较短(就家电行业实用3S/次)，系统压力、流量的波动变化极快，且运行时间极短，精度要求高，脉冲输入信号随机变化常出现前次扫描与此次扫描信号相侼情况，使得流量调节无法实现。简单而言，PLC过长的扫描周期使得变频器响应滞后，造成流量控制偏差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种快速流量控制系统，其响应速度可达微秒级。解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：一种快速流量控制系统，包括流量泵、变频器、流量检测单元、驱动控制单元和用于为驱动控制单元供电的电源模块，所述流量检测单元检测所述流量泵的实时流量，所述驱动控制单元设置有目标流量，所述驱动控制单元比较判断所述实时流量是否大于所述目标流量，所述变频器在所述判断结果为是时降低所述流量泵的输出功率、在所述判断结果为否时提高所述流量泵的输出功率，使得所述流量泵的实时流量向所述目标流量变化，其特征在于：所述的流量检测单元输出对应于所述实时流量的实时流量脉冲信号，所述的驱动控制单元由脉冲电压转换电路、信号放大电路、电压比较电路、电压电流转换电路和驱动电路组成，所述流量检测单元的输出端依次通过所述脉冲电压转换电路、信号放大电路、电压比较电路、电压电流转换电路和驱动电路连接所述变频器的控制端，所述脉冲电压转换电路将所述实时流量脉冲信号转换成实时流量电压信号，所述信号放大电路对所述实时流量电压信号进行信号放大处理，所述电压比较电路设置有对应于所述目标流量的目标流量电压设定值，所述电压比较电路比较判断所述实时流量电压信号是否大于所述目标流量电压设定值，所述电压比较
电路输出对应于所述判断结果的判断结果电压信号，所述电压电流转换电路将所述判断结果电压信号转换成判断结果电流信号，该判断结果电流信号通过所述驱动电路驱动所述变频器工作。作为本技术的一种优选实施方式，所述的流量泵为变量柱塞泵。作为本技术的一种优选实施方式，所述的流量检测单元由涡轮和齿轮式流量计组成，所述涡轮的转轴两端分别安装在两个轴承上，并且所述涡轮位于所述流量泵的出口位置，所述齿轮式流量计的齿轮与所述涡轮的转轴联接，所述齿轮式流量计的输出端即为所述流量检测单元的输出端。作为本技术的一种优选实施方式，所述的脉冲电压转换电路由电容C1、二极管D1、电阻R1、电阻R5、电阻R3、电阻R4、电阻1R、电阻2R、运算放大器U4、运算放大器U5、RS触发器、电容C2、三极管Q1、精密电流源、三极管Q2、运算放大器U6、基准电压电路、常开开关K1、电阻R2、电容C3和电阻R6组成；所述脉冲电压转换电路的输入端正极和输入端负极分别连接所述流量检测单元的输出端正极和输出端负极，所述电容C1的一端作为所述脉冲电压转换电路的输入端正极、另一端与所述运算放大器U4的反相输入端和二极管D1的阳极相连接，所述二极管D1的阴极连接所述电源模块的输出端正极VCC+，所述电阻R1与二极管D1相并联，所述电阻R5、电阻R3和电阻1R组成第一并联支路，所述电阻R4和电阻2R组成第二并联支路，所述第一并联支路的一端连接所述电源模块的输出端正极VCC+、另一端分成三路，第一路连接所述运算放大器U4的正相输入端，第二路连接所述运算放大器U5的正相输入端和反相输入端，第三路通过所述第二并联支路的一端，所述第二并联支路的另一端作为所述脉冲电压转换电路的输入端负极并连接所述电源模块的输出端负极VCC-，所述运算放大器U4的输出端连接所述RS触发器的S端，所述运算放大器U5的输出端连接所述RS触发器的R端，所述RS触发器的端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极连接所述运算放大器U5的反相输入端、发射机连接所述电源模块的输出端负极VCC-，所述电容C2连接在所述三极管Q1的集电极与发射机之间，所述运算放大器U6的反相输入端连接所述用于提供1.9V参考电压的基准电压电路，所述运算放大器U6的同相输入端一路连接所述三极管Q2的发射极、另一路通过所述电阻R2连接所述电源模块的输出端负极VCC-，所述三极管Q2的基极连接所述运算放大器U6的输出端、集电极连接所述精密电流源的基准电流输入端，所述精密电流源的电源输入端连接所述电源模块的输出端正极VCC+、电流输出端通过所述常开开关K1和电容C3连接所述电源模块的输出端负极VCC-，所述常开开关K1的开关状态切换控制端连接所述RS触发器的Q端，所述常开开关
K1在所述RS触发器的Q端输出高电平时闭合，所述电阻R6与所述电容C3相并联，且所述电阻R6与所述电源模块的输出端负极VCC-相连的一端作为所述脉冲电压转换电路的输出端负极、另一端作为所述脉冲电压转换电路的输出端正极。作为本技术的一种优选实施方式，所述的信号放大电路由运算放大器U1、电阻R8和电阻R7组成；所述信号放大电路的输入端正极和输入端负极分别连接所述脉冲电压转换电路的输出端正极和输出端负极，所述运算放大器U1的同相输入端作为所述信号放大电路的输入端正极、输出端作为所述信号放大电路的输出端，所述运算放大器U1的反相输入端一路通过所述电阻R8连接其输出端、另一路连接所述电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端作为信号放大电路的输入端负极和输出端负极。作为本技术的一种优选实施方式，所述的电压比较电路由电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12和运算放大器U3组成；所述电压比较电路的输入端正极和输入端负极分别连接所述信号放大电路的输出端正极和输出端负极，所述电阻R10的一端作为所述电压比较电路的输入端正极，所述电阻R10的另一端一路连接所述运算放大器U3的同相输入端、另一路连接所述电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端作为所述电压比较电路的输入端负极和输出端负极，所述运算放大器U3的反相输入端一路连接所述电阻R11的一端、另一路通过所述电阻R12连接其输出端，所述电阻R11的另一端作为所述所述目标流量电压设定值的输入端，所述运算放大器U3的输出端作为所述电压比较电路的输出端负极。作为本技术的一种优选实施方式，所述的电压电流转换电路由电阻R18、2.5V稳压管D3、电阻R13、可调电阻器R14、电阻R15、可调电阻器R16、电阻R17、电阻Rf和运算放大器U2组成；所述电压电流转换电路的输入端正极和输入端负极分别连接所述电压比较电路的输出端正极和输出端负极；所述电阻R15的一端作为所述电压电流转换电路的输入端正极、另一端通过所述可调电阻器R16与所述运算放大器U2的同相输入端和所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端作为所述电压电流转换电路的输入端负极，所述运算放大器U2的同相输入端依次通过所述可调电阻器R14和电阻R13连接所述2.5V稳压管D3的阴极，所述2.5V稳压管D3的阳极接地G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速流量控制系统，包括流量泵、变频器、流量检测单元、驱动控制单元和用于为驱动控制单元供电的电源模块，所述流量检测单元检测所述流量泵的实时流量，所述驱动控制单元设置有目标流量，所述驱动控制单元比较判断所述实时流量是否大于所述目标流量，所述变频器在所述判断结果为是时降低所述流量泵的输出功率、在所述判断结果为否时提高所述流量泵的输出功率，使得所述流量泵的实时流量向所述目标流量变化，其特征在于：所述的流量检测单元输出对应于所述实时流量的实时流量脉冲信号，所述的驱动控制单元由脉冲电压转换电路、信号放大电路、电压比较电路、电压电流转换电路和驱动电路组成，所述流量检测单元的输出端依次通过所述脉冲电压转换电路、信号放大电路、电压比较电路、电压电流转换电路和驱动电路连接所述变频器的控制端，所述脉冲电压转换电路将所述实时流量脉冲信号转换成实时流量电压信号，所述信号放大电路对所述实时流量电压信号进行信号放大处理，所述电压比较电路设置有对应于所述目标流量的目标流量电压设定值，所述电压比较电路比较判断所述实时流量电压信号是否大于所述目标流量电压设定值，所述电压比较电路输出对应于所述判断结果的判断结果电压信号，所述电压电流转换电路将所述判断结果电压信号转换成判断结果电流信号，该判断结果电流信号通过所述驱动电路驱动所述变频器工作。...

【技术特征摘要】
1.一种快速流量控制系统，包括流量泵、变频器、流量检测单元、驱动控制单元和用于为驱动控制单元供电的电源模块，所述流量检测单元检测所述流量泵的实时流量，所述驱动控制单元设置有目标流量，所述驱动控制单元比较判断所述实时流量是否大于所述目标流量，所述变频器在所述判断结果为是时降低所述流量泵的输出功率、在所述判断结果为否时提高所述流量泵的输出功率，使得所述流量泵的实时流量向所述目标流量变化，其特征在于：所述的流量检测单元输出对应于所述实时流量的实时流量脉冲信号，所述的驱动控制单元由脉冲电压转换电路、信号放大电路、电压比较电路、电压电流转换电路和驱动电路组成，所述流量检测单元的输出端依次通过所述脉冲电压转换电路、信号放大电路、电压比较电路、电压电流转换电路和驱动电路连接所述变频器的控制端，所述脉冲电压转换电路将所述实时流量脉冲信号转换成实时流量电压信号，所述信号放大电路对所述实时流量电压信号进行信号放大处理，所述电压比较电路设置有对应于所述目标流量的目标流量电压设定值，所述电压比较电路比较判断所述实时流量电压信号是否大于所述目标流量电压设定值，所述电压比较电路输出对应于所述判断结果的判断结果电压信号，所述电压电流转换电路将所述判断结果电压信号转换成判断结果电流信号，该判断结果电流信号通过所述驱动电路驱动所述变频器工作。2.根据权利要求1所述的快速流量控制系统，其特征在于：所述的流量泵为变量柱塞泵。3.根据权利要求1所述的快速流量控制系统，其特征在于：所述的流量检测单元由涡轮和齿轮式流量计组成，所述涡轮的转轴两端分别安装在两个轴承上，并且所述涡轮位于所述流量泵的出口位置，所述齿轮式流量计的齿轮与所述涡轮的转轴联接，所述齿轮式流量计的输出端即为所述流量检测单元的输出端。4.根据权利要求1至3任意一项所述的快速流量控制系统，其特征在于：所述的脉冲电压转换电路由电容C1、二极管D1、电阻R1、电阻R5、电阻R3、电阻R4、电阻1R、电阻2R、运算放大器U4、运算放大器U5、RS触发器、电容C2、三极管Q1、精密电流源、三极管Q2、运算放大器U6、基准电压电路、常开开关K1、电阻R2、电容C3和电阻R6组成；所述脉冲电压转换电路的输入端正极和输入端负极分别连接所述流量检测单元的输出端正极和输出端负极，所述电容C1的一端作为所述脉冲电压转换电路的输入端正极、另一端与所述运算放大器U4的反相输入端和二极管D1的阳极相连接，所述二极管D1的阴极连接所述电源模块的输出端正极VCC+，所述电阻R1与二极管D1相并联，所述电阻R5、电阻R3和电阻1R组成第一并联支路，所述电阻R4和电阻2R组成第二并联支路，所述第一并联支路的一端连接所述电源模块的输出端正极VCC+、另一端分成三路，第一路连接所述运算放大
\t器U4的正相输入端，第二路连接所述运算放大器U5的正相输入端和反相输入端，第三路通过所述第二并联支路的一端，所述第二并联支路的另一端作为所述脉冲电压转换电路的输入端负极并连接所述电源模块的输出端负极VCC-，所述运算放大器U4的输出端连接所述RS触发器的S端，所述运算放大器U5的输出端连接所述RS触发器的R端，所述RS触发器的端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极连接所述运算放大器U5的反相输入端、发射机连接所述电源模块的输出端负极VCC-，所述电容C2连接在所述三极管Q1的集电极与发射机之间，所述运算放大器U6的反相输入端连接所述用于提供1.9V参考电压的基准电压电路，所述运算放大器U6的同相输入端一路连接所述三极管Q2的发射极、另一路通过所述电阻R2连接所述电源模块的输出端负极VCC-，所述三极管Q2的基极连接所述运算放大器U6的输出端、集电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，崔伟，陆宏杰，江子杰，徐琴锋，
申请(专利权)人：广州擎天实业有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44