[发明专利]一种可精确控制流量的计量泵控制系统

说明书

本发明公开了一种可精确控制流量的计量泵控制系统。针对现有计量泵应用中存在的不足，提出一种可精确控制流量的计量泵控制系统，该计量泵流量控制系统包括：计量泵、缓冲器、流量计、控制器和变频器，通过缓冲罐滤波、软件滤波算法准确得到计量泵输出的瞬时流量，控制器通过PID算法将瞬时流量和设定流量进行计算控制变频器的输出频率，从而调节计量泵的输出流量。该流量控制系统精度高，效率高，可广泛应用于需要精确、快速控制计量泵流量的领域。

技术领域

本发明涉及计量设备的技术领域，特别涉及一种可精确控制流量的计量泵控制系统。

背景技术

计量泵是一种可以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在0-100％范围内无级调节，用来输送液体(特别是腐蚀性液体)一种特殊容积泵。广泛应用于石油、化工、水处理、食品、制药、环保、医疗器械等行业的流体定量投加和比例投加(简称流体定比投加)，已成为流程工业的心脏和发动机。

在现有的计量泵应用中，为达到控制流量的目的通常有两种控制方案。第一种，通过手动旋转流量调节手柄进而调节液体的流量。第二种，通过调节变频器调节计量泵转速的方法实现流量调节。但是，由于计量泵属于容积泵，流量成正弦曲线波动的，无法实时获取计量泵输出的准确流量，导致以上两种流量调节方式都带有一定的盲目性，大大降低计量泵的使用精度。特别在化纤和精细化工领域，如果使用过程中要频繁的改变流量，传统的控制方式操作时间长，流量控制精度低，累计误差大，无法满足工艺需求。

发明内容

本发明针对现有计量泵应用中存在的不足，提出一种可精确控制流量的计量泵控制系统，该流量控制系统精度高，效率高，可广泛应用于需要精确、快速控制计量泵流量的领域。

为实现快速精确控制计量泵流量，本发明提出的计量泵流量控制系统包括：

1)计量泵，用于输送流体物料并通过转速控制输出流体物料的流量；

2)缓冲器，用于对计量泵输出的脉动流量起到削波平波的作用；

3)流量计，用于检测输出的瞬时流量，并将流量以4-20ma电流信号传输到控制器中；

4)控制器，用于实时采集流量信号，并对流量信号进行处理，对比设定流量和实际流量，通过软件算法控制变频器的输出；

5)变频器，通过接收控制器输出的转速信号，控制计量泵的转速，已达到控制流体流量的目的；

本发明中所述的缓冲器，主要起到物理滤波的效果。缓冲罐的容量要大于计量泵容量的10 倍以上才能得到比较好的滤波效果，缓冲罐顶部安装氮气入口、出口以及一个气体压力表，液体物料入口安装在缓冲罐侧面，高度60％-70％左右，出口安装在缓冲器底部。

流体物料通过缓冲器的上部流入，底部流出。缓冲罐顶部安装的压力传感器用于检测缓冲罐内的氮气压力，当罐内氮气压力不足时，通过氮气输入阀补充氮气，当罐内氮气压力过高时，通过氮气输出阀释放氮气。

本发明所述的流量计，要求流量计上游直管段长度至少应为5倍管径，下游直管段长度至少为3倍管径。工艺管与传感器必须同心，同轴偏差不大于0.05DN。(DN指的是管道的直径)

缓冲器在使用过程中，需要先开启计量泵，让缓冲罐内储存一定量的物料，要求物料液位高度高于缓冲罐的入口，并且不超过缓冲罐高度的80％。

本发明中所述的控制系统，接收到流量计的流量信号后，要先进行软件滤波，滤波算法可采用滑动滤波或平均值滤波。

通过滤波后的流量信号在定时周期T内进行累计得到累计流量Q，当定时周期结束时，计算平均瞬时流量F＝Q/T。定时周期结束时，同时对累计流量Q进行清理，同时进入下一个定时周期进行流量累计。