一种控制型阀门的阀前压力控制方法技术

本发明专利技术公开了一种阀门前端压力的控制方法，属于工业智能化技术领域。保持电机的输入频率不变，保持阀前其他阀门的开度不变，阀门使用前，对该阀门在不同阀前压力时的阀前压力p和流量值q进行标记。根据采集得到的两组数据，进行数值拟合，得到初始的拟合函数p

【技术实现步骤摘要】
一种控制型阀门的阀前压力控制方法


[0001]本专利技术涉及一种阀前压力的控制方法，特别涉及一种控制型阀门的阀前压力控制方法。

技术介绍

[0002]在现代工业中，特别是石油、化工、制药等行业中，控制型阀门得到了广泛的应用。控制型阀门主要对流量、压力等参数进行调节。现阶段，仍然缺乏阀门开度与被控参数之间的准确物理关系。因而在工业应用中，普遍采用自动控制原理，对被控参数建立闭环控制回路，根据反馈信号进行调节，实现对被控参数的精确控制。由于在实现控制的过程中，需要根据反馈的量，对阀位进行反复调整，故导致系统运行状态稳定性欠佳。且当管路中介质出现波动时，阀位也会随之波动，因此设备磨损严重，易老化。所以寻找一种实时、准确的阀前压力控制方法显得尤为重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有控制型阀门控制技术的不足，提供一种能够根据实时工况进行自动学习，并且准确控制阀前压力的方法。
[0004]本专利技术为解决该技术问题所采取的技术方案主要包括：
[0005]步骤(a)控制型阀门在使用过程中，分别通过传感器和流量计采集阀门的阀前压力p，以及阀门在不同阀前压力下的阀后流量值q，得到阀前压力和流量两组数据。
[0006]步骤(b)对阀前压力和流量两组数据进行数值拟合，得到拟合函数p
v
＝f(q)。
[0007]步骤(c)将需要达到的阀前压力p
vr
，代入p
v
＝f(q)，得到此时阀门的拟合流量q/>vr
。
[0008]步骤(d)根据拟合流量值q
vr
，调整阀门定位器的输入信号I，控制流量达到q
vr
，进而控制阀前压力到达p
vr
。
[0009]在上述步骤中，必须保持电机的输入频率不变，即整个系统的输入能量保持不变；阀前的其他阀门开度保持不变，即阀前的等效阻抗保持不变；对该阀门在不同阀前压力下的流量进行标记，即在不同的阀前压力下，分别采集阀前压力和阀后出口的流量值；此过程中，尽可能多地采集此两组数据，保证所采集的组数不少于5组。
[0010]步骤(b)细化为如下子步骤：
[0011](b
‑
1)对初次采集的阀前压力p和阀后出口流量值q两组数据进行数值拟合，得到两者之间的函数关系：p
1v
＝f1(q)，并得到RMSE1和R
‑
square1，初始的拟合函数为p
v
＝f(q)＝p
1v
＝f1(q)，q是阀后的出口流量，p
1v
是第一次拟合得到的阀前压力值。
[0012](b
‑
2)阀门在使用过程中，传感器间隔a秒采集数据，同样对阀前压力、流量两组数据进行数值拟合，得到第二次拟合函数p
2v
＝f2(q)，并得到RMSE2和R
‑
square2；将p
2v
＝f2(q)和p
v
＝f(q)＝p
1v
＝f1(q)两者的精度进行对比，以RMSE和R
‑
square作为评价标准，RMSE越小，R
‑
square越接近于1，则精度越高，将两者中精度高的记为最新的拟合表达式，其中a是自然数。
[0013](b
‑
3)间隔2a秒之后，再次采集数据，并对阀前压力和流量两组数据进行数值拟合得到第三次拟合函数p
3v
＝f3(q)，并得到RMSE3和R
‑
square3；以此类推，得到第m次拟合函数p
mv
＝f
m
(q)，并得到相应的RMSE
m
和R
‑
square
m
，其中m是自然数。
[0014](b
‑
4)每一次拟合之后，均将p
mv
＝f
m
(q)和上一次获得的最新拟合函数p
v
＝f(q)进行对比，将p
mv
＝f
m
(q)和p
v
＝f(q)两者中精度高的一项作为最新的拟合函数p
v
＝f(q)。
[0015]在上述步骤(b
‑
2)和步骤(b
‑
3)中，RMSE和R
‑
square为式(2)、式(6)。
[0016]本专利技术提出了一种控制型阀门阀前压力的控制方法，该方法在阀门使用过程中，能够对工况进行自动学习，从而实现对阀前压力的实时精确控制。
附图说明
[0017]以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明，并不限定本专利技术的范围。其中：
[0018]图1是本专利技术的流程示意图。
[0019]图2是阀门的管线示意图。
[0020]图3是本专利技术所拟合出来的阀前压力和流量之间的关系曲线。
[0021]说明：图2中1和6是水池，3是阀前的压力传感器，5是阀后的流量计，4是被控的控制型阀门，2是水泵。
具体实施方式
[0022]下面结合实例进一步说明本专利技术的具体实施方式。
[0023]本专利技术所述的阀前压力的控制方法，其步骤流程图如图1所示。详细描述为以下步骤：
[0024](1)如图2所示，保持电机的输入频率不变，阀前的其他阀门开度保持不变，在阀门使用前，对该阀门在不同阀前压力下的阀前压力和流量进行标记，即先通过流量计和压力传感器采集不同压力状态下的阀前压力和阀后流量值。在这个过程中，尽可能多地采集多组数据，保证所采集的组数不少于5组。阀前压力尽可能保持均匀分布，如30kPa、60kPa、90kPa、
…
，以保证之后拟合出的曲线具有更高的精度。
[0025](2)采集得到阀前压力为P，如式(7)所示。阀后出口流量值为Q
v
，如式(8)所示，其中n为自然数。
[0026]P＝(p1,p2,
…
,p
n
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0027]Q
v
＝(q1,q2,
…
,q
n
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0028](3)通过计算机程序(如Python)对P、Q
v
两组数据进行数值拟合，得到拟合函数p
1v
＝f1(q)。令x
i
＝q
i
，y
i
＝p
i
，其中i＝1，2，
…
，n。故每个样本点可以表示为(q
i
，p
i
)，误差可以表示为式(1)。RMSE和R
‑
square作为评价标准，如式(2)和式(6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制型阀门的阀前压力控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)阀门在使用过程中，通过压力传感器和流量计分别采集阀门在不同阀前压力时的阀前压力p和管路中的流量q，得到阀前压力和流量两组数据；(b)对阀前压力和流量两组数据进行数值拟合，得到拟合函数p
v
＝f(q)；(c)将需要达到的阀前压力p
vr
代入p
v
＝f(q)，得到需要的流量值q
vr
；(d)根据需要的流量值q
vr
，调整阀门定位器的输入信号I，控制流量达到q
vr
，进而控制阀前压力到达p
vr
。2.根据权利要求1所述的阀前压力控制方法，其特征在于，在使用过程中，保持电机的输入频率不变，即保证整个系统输入的能量保持不变；阀前的其他阀门开度不变，即阀前的等效阻抗保持不变；调整阀门的开度，采集不同阀前压力时的阀前压力，以及此时对应的管路中的流量；此过程中，尽可能采集多组不同的流量和阀前压力，保证采集的数据不少于5组。3.根据权利要求1所述的阀前压力控制方法，其特征在于，步骤(a)包括，管道在初次使用时，在不同阀前压力下，对阀前压力和管道流量进行标记，即通过压力传感器采集不同的阀前压力，通过流量计采集对应的管道流量；在使用过程中，每间隔a秒，采集阀前压力和流量。4.根据权利要求1所述的阀前压力控制方法，其特征在于，步骤(b)包括如下子步骤：(b
‑
1)对初次采集的阀前压力p、管道流量q，两组数据进行数值拟合，得到两者之间的函数关系：p
1v
＝f1(q)，并得到RMSE1和R
‑
square1，初始的拟合函数为p
v
＝f(q)＝p
1v
＝f1(q)，q是管道流量，p
1v
是第一次拟合得到的阀前压力；(b
‑
2)阀门在使用过程中，传感器间隔a秒采集数据，同样对阀前压力和流量两组数据进行数值拟合，得到第二次拟合函数p
2v
＝f2(q)，并得到RMSE2和R
‑
square2；将p
2v
＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨哲人，杨扬，薛璇，胡昌国，
申请(专利权)人：杨明，
类型：发明
国别省市：