自适应式干式真空机械泵电控系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自适应式干式真空机械泵电控系统及控制方法，包括：泵组前压力检测单元；PLC的模拟量输入模块；CPU单元，其能够按照预设的自适应抽真空计算模型输出相应的控制指令以控制各真空泵组电机进行相应的操作，所述自适应抽真空计算模型包括自动以给定的工艺参数为基准，在控制各级真空泵组电机进行抽真空操作前，基于各泵组前压力检测单元所检测的压力信号，预先计算并分配多级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度，同时在某一级真空泵组完成抽真空操作时重新计算并分配余下各级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度；交流变频器以及多级网络通讯模块。本发明专利技术能够动态调整抽气速度以获得系统自适应的能力。

【技术实现步骤摘要】
自适应式干式真空机械泵电控系统及控制方法
本专利技术涉及工业冶炼窑炉用的一种干式真空机械泵，具体的说是涉及一种自适应式干式真空机械泵的电控系统及控制方法。
技术介绍
现有技术中的干式真空机械泵(组)采用自动调压的控制方法，其主要是通过测量从大气压到真空状态时真空腔体的真空度参数，比较目标真空度参数与已存的真空度参数，读取频率信号，使真空腔体达到频率信号下的真空度，以此满足工艺要求。此方法缺少工艺时间参数要求和各泵组的工作时间调整功能；不能动态对整个工艺过程的时间进行调节，控制方法单一，整个泵组有一台泵出现工作不达标，则影响整个工艺进程时间，造成工艺中断，影响生产作业。因此开发一种能动态调整各泵组工作时间的自适应式干式真空机械泵电控系统及控制方法成为亟待解决的技术难题。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是要提供一种自适应式干式真空机械泵电控系统，以解决传统真空泵组控制时间设定单一、检测参数对系统控制的有效性差以及没有建立工艺时间控制，不能动态调节抽气速度的问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案：自适应式干式真空机械泵电控系统，该电控系统能够控制多级真空泵组，其特征在于，包括：若干分别与各级真空泵组管道相连接的泵组前压力检测单元，该泵组前压力检测单元能够检测其所在真空泵组管道内的压力信号并所述压力信号转换成电信号；通过PLC的模拟量输入模块与各所述泵组前压力检测单元相连接的CPU单元，该CPU单元能够按照预设的自适应抽真空计算模型输出相应的控制指令以控制各真空泵组电机进行相应的操作，所述自适应抽真空计算模型包括自动以给定的工艺参数为基准，在控制各级真空泵组电机进行抽真空操作前，基于各泵组前压力检测单元所检测的压力信号，预先计算并分配多级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度，同时在某一级真空泵组完成抽真空操作时重新计算并分配余下各级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度，所述工艺参数至少包括真空压力值和工艺流程时间；若干分别与各级真空泵组相连接的交流变频器，该交流变频器能够实时向CPU单元反馈自身的状态数据以及所连接的真空泵组电机的状态数据并执行CPU单元下发的控制指令，以完成对所述真空泵组电机的控制操作；以及能够实现所述CPU单元与上位机进行数据交换的多级网络通讯模块。进一步优选的，所述自适应抽真空计算模型中所对应的计算并分配过程包括：(1)、自动以给定的最终真空压力值、工艺流程时间以及真空泵组的级数为基准，平均分配每一级真空泵组所对应的预计的抽气时间以及抽气速度，其中各级真空泵组所要实现的真空压力值依据用户经验预先设定；(2)、按照预计的抽气时间以及抽气速度，启动第一级真空泵组进行抽气并判断第一级真空泵组到达对应的真空压力值时所使用的抽气时间是否小于等于所述预计抽气时间，是则执行(3)，否则执行(4)；(3)、继续按照所述预计抽气时间以及抽气速度，启动下一级真空泵组进行抽气并重复(2)中的判断过程；(4)、执行抽气调整策略即自动以给定的真空压力值、剩余的工艺流程时间以及剩余的真空泵组的级数为基准，重新平均分配每一级真空泵组所对应的预计的抽气时间同时增加抽气速度并按照重新预计的抽气时间以及所增加的抽气速度，启动该级真空泵组进行抽气并判断该级真空泵组到达对应的真空压力值时所使用的抽气时间是否小于等于重新预计的抽气时间，是则执行(3)，否则再次执行抽气调整策略；(5)、重复(4)直至完成全部真空泵组的抽气过程；同时实时判断是否当前抽气调整策略中所预计的抽气时间以及真空泵组的最大抽气速度所能达到的真空压力值小于对应的真空压力值，是则启动报警机制。进一步优选的，所述泵组前压力检测单元采用压差变送器。进一步优选的，所述PLC的模拟量输入模块采用西门子S300系列输入输出模块。进一步优选的，所述CPU单元采用西门子414-2DP控制器。进一步优选的，所述交流变频器采用西门子6SE70系列交流变频器。进一步优选的，所述多级网络通讯模块采用西门子CP443-1通讯模块。本专利技术的另一目的是要提供一种干式真空机械泵的自适应式控制方法，其能够控制多级真空泵组，其特征在于，包括：S1、在各级真空泵组管道上分别配置若干分别与各级真空泵组管道相连接的泵组前压力检测单元以检测其所在真空泵组管道内的压力信号并所述压力信号转换成电信号；S2、配置CPU单元以按照预设的自适应抽真空计算模型输出相应的控制指令以控制各真空泵组电机进行相应的操作，所述自适应抽真空计算模型包括自动以给定的工艺参数为基准，在控制各级真空泵组电机进行抽真空操作前，基于各泵组前压力检测单元所检测的压力信号，预先计算并分配多级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度，同时在某一级真空泵组完成抽真空操作时重新计算并分配余下各级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度，所述工艺参数至少包括真空压力值和工艺流程时间；S3、通过与各级真空泵组相连接的交流变频器实时向CPU单元反馈自身的状态数据以及所连接的真空泵组电机的状态数据并执行CPU单元下发的控制指令，调整各级真空泵组的抽气速度直至完成全部真空泵组的抽气过程。进一步优选的，通过PLC的模拟量输入模块完成各所述泵组前压力检测单元与CPU单元的数据交换过程；同时通过多级网络通讯模块完成CPU单元与上位机进行数据交换。进一步优选的，所述自适应抽真空计算模型中所对应的计算并分配过程包括：(1)、自动以给定的真空压力值、工艺流程时间以及真空泵组的级数为基准，平均分配每一级真空泵组所对应的预计的抽气时间以及抽气速度；(2)、按照预计的抽气时间以及抽气速度，启动第一级真空泵组进行抽气并判断第一级真空泵组到达给定的真空压力值时所使用的抽气时间是否小于等于所述预计抽气时间，是则执行(3)，否则执行(4)；(3)、继续按照所述预计抽气时间以及抽气速度，启动下一级真空泵组进行抽气并重复(2)中的判断过程；(4)、执行抽气调整策略即自动以给定的真空压力值、剩余的工艺流程时间以及剩余的真空泵组的级数为基准，重新平均分配每一级真空泵组所对应的预计的抽气时间同时增加抽气速度并按照重新预计的抽气时间以及所增加的抽气速度，启动该级真空泵组进行抽气并判断该级真空泵组到达给定的真空压力值时所使用的抽气时间是否小于等于重新预计的抽气时间，是则执行(3)，否则再次执行抽气调整策略；(5)、重复(4)直至完成全部真空泵组的抽气过程；同时实时判断是否当前抽气调整策略中所预计的抽气时间以及真空泵组的最大抽气速度所能达到的真空压力值小于给定的真空压力值，是则启动报警机制。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：首先，本专利技术通过对各级泵组前段的压力检测，配合需要的工艺完成总时间，自动分配各级泵组的工作完成时间和抽气速度；其次实时通过检测前一级泵组的完成情况，对余下泵组重新分配工作预定时间并动态调整抽气速度以获得系统自适应的能力同时通过计算模型，使得所述电控系统具备整个工艺流程的完成度的判定功能以及报警和人工干预功能，综上所述，本专利技术与传统控制相比较，在不增加硬件投入的基础上，其自适应性全面提升了自控水平，缩短人工操作的时间，明显提高生产效率；自带预判功能，降低了工艺流程的风险，极大增强系统的安全性。附图说明图1为本专利技术所述自适应式干式真空机械泵电控系统电路结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应式干式真空机械泵电控系统，该电控系统能够控制多级真空泵组，其特征在于，包括：若干分别与各级真空泵组管道相连接的泵组前压力检测单元，该泵组前压力检测单元能够检测其所在真空泵组管道内的压力信号并所述压力信号转换成电信号；通过PLC的模拟量输入模块与各所述泵组前压力检测单元相连接的CPU单元，该CPU单元能够按照预设的自适应抽真空计算模型输出相应的控制指令以控制各真空泵组电机进行相应的操作，所述自适应抽真空计算模型包括自动以给定的工艺参数为基准，在控制各级真空泵组电机进行抽真空操作前，基于各泵组前压力检测单元所检测的压力信号，预先计算并分配多级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度，同时在某一级真空泵组完成抽真空操作时重新计算并分配余下各级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度，所述工艺参数至少包括真空压力值和工艺流程时间；若干分别与各级真空泵组相连接的交流变频器，该交流变频器能够实时向CPU单元反馈自身的状态数据以及所连接的真空泵组电机的状态数据并执行CPU单元下发的控制指令，以完成对所述真空泵组电机的控制操作；以及能够实现所述CPU单元与上位机进行数据交换的多级网络通讯模块。

【技术特征摘要】
1.一种自适应式干式真空机械泵电控系统，该电控系统能够控制多级真空泵组，其特征在于，包括：若干分别与各级真空泵组管道相连接的泵组前压力检测单元，该泵组前压力检测单元能够检测其所在真空泵组管道内的压力信号并所述压力信号转换成电信号；通过PLC的模拟量输入模块与各所述泵组前压力检测单元相连接的CPU单元，该CPU单元能够按照预设的自适应抽真空计算模型输出相应的控制指令以控制各真空泵组电机进行相应的操作，所述自适应抽真空计算模型包括自动以给定的工艺参数为基准，在控制各级真空泵组电机进行抽真空操作前，基于各泵组前压力检测单元所检测的压力信号，预先计算并分配多级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度，同时在某一级真空泵组完成抽真空操作时重新计算并分配余下各级真空泵组各自所需要的抽气时间及抽气速度，所述工艺参数至少包括真空压力值和工艺流程时间；若干分别与各级真空泵组相连接的交流变频器，该交流变频器能够实时向CPU单元反馈自身的状态数据以及所连接的真空泵组电机的状态数据并执行CPU单元下发的控制指令，以完成对所述真空泵组电机的控制操作；以及能够实现所述CPU单元与上位机进行数据交换的多级网络通讯模块。2.根据权利要求1所述的自适应式干式真空机械泵电控系统，其特征在于：所述自适应抽真空计算模型中所对应的计算并分配过程包括：(1)、自动以给定的最终真空压力值、工艺流程时间以及真空泵组的级数为基准，平均分配每一级真空泵组所对应的预计的抽气时间以及抽气速度，其中各级真空泵组所要实现的真空压力值依据用户经验预先设定；(2)、按照预计的抽气时间以及抽气速度，启动第一级真空泵组进行抽气并判断第一级真空泵组到达对应的真空压力值时所使用的抽气时间是否小于等于所述预计抽气时间，是则执行(3)，否则执行(4)；(3)、继续按照所述预计抽气时间以及抽气速度，启动下一级真空泵组进行抽气并重复(2)中的判断过程；(4)、执行抽气调整策略即自动以给定的真空压力值、剩余的工艺流程时间以及剩余的真空泵组的级数为基准，重新平均分配每一级真空泵组所对应的预计的抽气时间同时增加抽气速度并按照重新预计的抽气时间以及所增加的抽气速度，启动该级真空泵组进行抽气并判断该级真空泵组到达对应的真空压力值时所使用的抽气时间是否小于等于重新预计的抽气时间，是则执行(3)，否则再次执行抽气调整策略；(5)、重复(4)直至完成全部真空泵组的抽气过程；同时实时判断是否当前抽气调整策略中所预计的抽气时间以及真空泵组的最大抽气速度所能达到的真空压力值小于对应的真空压力值，是则启动报警机制。3.根据权利要求1所述的自适应式干式真空机械泵电控系统，其特征在于：所述的所述泵组前压力检测单元采用压差变送器。4.根据权利要求1所述的自适应式干式真空机械泵电控系统，其特征在于：所述PLC的模拟量输入模块采用西门子S300系...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐磊，韩再学，祝永新，宋良友，孟繁鑫，李洋，
申请(专利权)人：大连华锐重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21