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专利名称：水工减压箱真空度自动调节方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空度自动调节方法及装置，具体的说是一种水工减压箱真空度自动调节方法及装置。
背景技术：
随着水工减压箱试验和研究的要求不断提升，水工减压箱试验过程中对真空度环境的要求随之不断提高，以前都是依靠采用真空泵抽取真空，人工使用放气阀手动调节达到试验要求的真空度目标值。但随着试验过程，真空值不断降低，需要人为观测，并手动启动真空泵再次进行抽真空，如此往复。如何实现试验过程中动态、精确的真空调节一直以来都是研究和设计的焦点。在水工减压箱试验系统中，真空度控制一直是一个难题，真空度控制的稳定和精确直接影响到模型试验的结果，从而可能影响到实际原形的工作安全。随着控制技术的发展，水工减压箱的试验过程逐步采用了计算机或PLC控制系统，试验过程中的水位，流量等均实现了计算机自动控制功能。但如何实现真空度的自动调节，一直是设计和科研试验人员非常关注的问题。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对以上现有技术存在缺点，提出一种水工减压箱真空度自动调节方法及装置，能有效实现减压箱试验过程中的真空度环境的动态调节。本发明解决以上技术问题的技术方案是
水工减压箱真空度自动调节方法，按以下步骤进行
⑴在真空泵电机上加装变频器，在减压箱上安装进气电动调节阀，在减压箱真空管路上安装绝压式真空度传感器和真空调节阀，绝压式真空度传感器与一个PID控制器相连， PID控制器连接真空调节阀；
⑵通过启动真空泵将减压箱抽真空至目标真空度值附近，并通过变频器的变频运行， 对减压箱真空度进行粗调；
⑶采集减压箱真空管路上的真空度实时值，与减压箱目标真空度值一起输入PID控制器进行PID计算目标真空度值与实际检测真空度的差值，通过PID控制器的闭环控制，完成对真空调节阀的0 IOV模拟量控制信号给定，实现减压箱真空度的稳定控制。水工减压箱真空度自动调节装置，包括上游水箱、下游水箱和减压箱，上游水箱与下游水箱连通，上游水箱与下游水箱的连接管道上设有电动蝶阀还包括真空泵、集气罐和 PID控制器，集气罐与所述真空泵，集气罐的出口分为三路输出，分别连接至上游水箱、下游水箱和减压箱，集气罐与上游水箱、下游水箱和减压箱的连接管道上都设有电动蝶阀，电动蝶阀与PID控制器相连；减压箱的真空管路上安装有绝压式真空度传感器，绝压式真空度传感器与PID控制器相连；上游水箱、下游水箱、减压箱和集气罐上都安装进气电动调节阀；真空泵为变频真空泵。本发明进一步限定的技术方案是前述的水工减压箱真空度自动调节方法，真空泵变频器的控制通过PLC现场总线方式控制，避免动力设备对信号的干扰。本发明的优点是真空泵电机加装了变频器，实现动态抽真空功能，便于实现真空目标值区域的粗调；管路真空度检测传感器，作为真空度调节PID闭环的检测值；电控控制的真空度调节阀，经过PID调节运算后的模拟量通道给定0 IOV控制信号，实现真空度的精调功能。本发明可以大大提高减压箱真空度控制的稳定性和控制精度；可以实现计算机的自动控制功能；可以降低原人工真空度调节时的工作强度。


图1是本发明的连接示意图。
具体实施例方式实施例1
本实施例是一种水工减压箱真空度自动调节方法，按以下步骤进行 ⑴在真空泵电机上加装变频器，在减压箱上安装进气电动调节阀，在减压箱真空管路上安装绝压式真空度传感器和真空调节阀，绝压式真空度传感器与一个PID控制器相连， PID控制器连接真空调节阀，真空泵变频器的控制通过PLC现场总线方式控制，避免动力设备对信号的干扰；
⑵通过启动真空泵将减压箱抽真空至目标真空度值附近，并通过变频器的变频运行， 对减压箱真空度进行粗调；
⑶采集减压箱真空管路上的真空度实时值，与减压箱目标真空度值一起输入PID控制器进行PID计算目标真空度值与实际检测真空度的差值，通过PID控制器的闭环控制，完成对真空调节阀的0 IOV模拟量控制信号给定，实现减压箱真空度的稳定控制。水工减压箱真空度自动调节装置连接如图1所示，包括上游水箱1、下游水箱2和减压箱3，上游水箱1与下游水箱2连通，上游水箱1与下游水箱2的连接管道上设有电动蝶阀F4 ；还包括真空泵组4、集气罐5和PID控制器，真空泵组4为变频真空泵组。集气罐 5与真空泵组4连接，集气罐5的出口分为三路输出，分别连接至上游水箱1、下游水箱2和减压箱3，集气罐5与上游水箱1的连接管道上设有电动蝶阀F1，集气罐5与下游水箱2的连接管道上设有电动蝶阀F2，集气罐5与减压箱32的连接管道上设有电动蝶阀F3，电动蝶阀与PID控制器相连；减压箱3的真空管路上安装有绝压式真空度传感器，绝压式真空度传感器与PID控制器相连；上游水箱1上安装电动调节阀F5，下游水箱2上安装电动调节阀 F6，减压箱3上安装电动调节阀F7，集气罐5上安装电动调节阀F8。真空泵电机加装了变频器，实现动态抽真空功能，便于实现真空目标值区域的粗调；管路真空度检测传感器，作为真空度调节PID闭环的检测值；电控控制的真空度调节阀，经过PID调节运算后的模拟量通道给定0 IOV控制信号，实现真空度的精调功能。 试验通过变频真空泵抽真空至绝压99%，根据设定的目标值98. 5%，启动调节阀给定，实现 98. 5%的真空度长时间稳定控制功能。本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
1.水工减压箱真空度自动调节方法，其特征在于按以下步骤进行⑴在真空泵电机上加装变频器，在减压箱上安装进气电动调节阀，在减压箱真空管路上安装绝压式真空度传感器和真空调节阀，绝压式真空度传感器与一个PID控制器相连， 所述PID控制器连接所述真空调节阀；⑵通过启动真空泵将减压箱抽真空至目标真空度值附近，并通过变频器的变频运行， 对减压箱真空度进行粗调；⑶采集减压箱真空管路上的真空度实时值，与减压箱目标真空度值一起输入PID控制器进行PID计算目标真空度值与实际检测真空度的差值，通过PID控制器的闭环控制，完成对真空调节阀的0 IOV模拟量控制信号给定，实现减压箱真空度的稳定控制。
2.如权利要求1所述的水工减压箱真空度自动调节方法，其特征在于所述真空泵变频器的控制通过PLC现场总线方式控制，避免动力设备对信号的干扰。
3.用于权利要求1或2所述水工减压箱真空度自动调节方法的装置，包括上游水箱、下游水箱和减压箱，所述上游水箱与下游水箱连通，所述上游水箱与下游水箱的连接管道上设有电动蝶阀；其特征在于还包括真空泵、集气罐和PID控制器，所述集气罐与所述真空泵连接，所述集气罐的出口分为三路输出，分别连接至上游水箱、下游水箱和减压箱，所述集气罐与上游水箱、下游水箱和减压箱的连接管道上都设有电动蝶阀，所述电动蝶阀与所述PID控制器相连；所述减压箱的真空管路上安装有绝压式真空度传感器，所述绝压式真空度传感器与所述PID控制器相连；所述上游水箱、下游水箱、减压箱和集气罐上都安装进气电动调节阀；所述真空泵为变频真空泵。
全文摘要
本发明涉及一种真空度自动调节装置，是一种水工减压箱真空度自动调节装置，包括上游水箱、下游水箱和减压箱，上游水箱与下游水箱连通，上游水箱与下游水箱的连接管道上设有电动蝶阀；还包括真空泵和集气罐，集气罐与真空泵连接，集气罐的出口分为三路输出，分别连接至上游水箱、下游水箱和减压箱，集气罐与上游水箱、下游水箱和减压箱的连接管道上都设有电动蝶阀；减压箱的真空管路上安装有绝压式真空度传感器。本发明可以大大提高减压箱真空度控制的稳定性和控制精度；可以利用水工减压箱自带监控系统实现计算机的控制功能；可以降低原人工真空度调节时的工作强度。
文档编号G01M10/00GK102297756SQ201110214239
公开日2011年12月28日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者严秀俊, 冯中华, 凌国增, 方龙, 杨林, 王晓东, 胡亚安 申请人:南京苏润科技发展有限公司, 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院