[发明专利]一种应用于生产自动化的调节阀控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种应用于生产自动化的调节阀控制方法，属于自动控制技术领域，本发明实时获取目标生产设备中的监测信息，之后通过提取监测信息的图像信息进行图像特征提取，并将其温度信息、液位信息和时间信息进行特征融合，再通过预构建的第二神经网络模型获取调节阀的控制信息，最后将其根据预设规则转化为阀门对应控制指令，并发送至调节阀的执行结构，进而实现了对调节阀的自动化非线性控制；本发明相较于现有调节阀的控制方式，其能够同时满足快开、线性、等百分比和抛物线流量特性，进而在不同生产环节中高效实现自动化的非线性控制需求，适用于各种自动化生产场景，具有一定的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种应用于生产自动化的调节阀控制方法及系统。

背景技术

调节阀又名控制阀，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件，其一般由执行机构和阀门组成；其按流量特性分为：快开、线性、等百分比和抛物线流量特性四种；快开流量特性是指在开度较小时就有较大的流量，随着开度的变大，流量很快就能达到大，此后再增加开度，流量变化很小；线性流量特性是指阀门的相对流量与相对开度成直线关系，即单位开度变化引起的流量变化时常数；等百分比特性是指单位开度变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比，即调节阀的放大系数是变化的，它随相对流量的变大而加大；抛物线特性是指单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系。

在人类生产过程中，调节阀的发展起着非常重要的作用；现如今，随着物联网等技术的不断发展，使得生产过程已逐步迈向生产自动化，因此对调节阀的控制也要使其满足生成自动化的需求，例如在食品生产过程中需要对阀门进行快开、线性、等百分比和抛物线流量特性的控制，以满足食品生产在不同环节中的非线性控制；然而对于上述控制需求一般通过人工手动控制调节实现，该种方法受人为经验和知识水平影响较大，控制精度较低，且无法同时满足快开、线性、等百分比和抛物线流量特性，进而难以在不同生产环节中高效实现自动化的非线性控制需求。

因此，亟需提出一种应用于生产自动化的调节阀控制方法及系统以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种应用于生产自动化的调节阀控制方法及系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种应用于生产自动化的调节阀控制方法，包括如下步骤：

基于生产监测设备实时获取目标生产设备中的监测信息，所述监测信息至少包括所述目标生产设备中的图像信息、温度信息、液位信息和时间信息中的一种；

提取所述目标生产设备中的图像信息并对其进行预处理，同时基于预构建第一神经网络模型提取所述图像信息的图像特征；

将所述温度信息、液位信息、时间信息与所述图像特征进行组合以生成所述目标生产设备生产过程中的实时特征向量；

将所述目标生产设备生产过程中的实时特征向量输入预构建的第二神经网络模型进行预测，以获取调节阀的控制信息；

将所述调节阀的控制信息根据预设规则转化为阀门对应控制指令，并将其发送至所述调节阀的执行结构；

在生产过程中，实时接收所述阀门对应控制指令，并根据其对所述调节阀的阀门进行实时非线性控制，以满足不同生产阶段的阀门控制需求。

进一步地，所述生产监测设备包括工业CCD相机、温度传感器、液位计和计时器。

进一步地，所述预处理，包括：

提取所述图像信息中的生产过程图像，并对其进行二值化处理；

将二值化处理后的所述生产过程图像采用大小为3*3的滤波窗口进行中值滤波。