一种压力控制器及其控制方法与流程

1.本发明涉及一种压力控制器及其控制方法，属于气动控制技术领域。


背景技术：

2.压力控制器是工业过程测量与控制系统中控制压力的一种专用仪表，工程中通常称作压力开关。它是用压力作为控制信号的电开关。压力控制器是一种能够基于供应压力对输出自动进行快速调节的电子控制器。由于其具有很高的精度和控制稳定性，因此压力控制器适合用作生产线和实验室的压力参考，以对各种传感器进行自动测试和/或校准。
3.现有的压力控制器工作时，需要根据目标压力值选择合适规格的电磁阀工作。如果要实现精确的压力控制，则需要选择精度高的电磁阀工作，而精度高的电磁阀调压速度较慢，因此需要更长的工作时间才能完成调压过程。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种压力控制器及其控制方法，能够在保证压力调节精度的同时，有效缩短压力调节时间。
5.本发明提供了一种压力控制器，包括控制单元以及与所述控制单元均连接的压力粗调单元、压力精调单元和测压单元；
6.所述压力粗调单元和所述压力精调单元并联设置，且连接在输气管道中；
7.所述测压单元设置在所述输气管道的出口端，用于实时测量所述输气管道的出口端压力；
8.所述控制单元用于根据所述出口端压力与目标压力的差异程度，控制所述压力粗调单元和所述压力精调单元同时工作或控制所述压力精调单元单独工作。
9.可选的，所述控制单元具体用于：
10.根据所述目标压力获取精调压力范围；
11.当所述出口端压力位于所述精调压力范围之外时，控制所述压力粗调单元和所述压力精调单元同时工作，并间隔预设时间段后重新获取所述出口端压力，直至所述出口端压力位于所述精调压力范围内；
12.当所述出口端压力位于所述精调压力范围内时，控制所述压力精调单元单独工作，直至所述出口端压力达到所述目标压力。
13.可选的，所述精调压力范围为(1-a)*b～(1+a)*b；
14.其中，a为预设百分比，取值在10％～20％之间；b为目标压力。
15.可选的，所述控制单元具体用于：
16.当所述出口端压力小于所述精调压力范围的下限值时，控制所述压力粗调单元和所述压力精调单元同时升压工作，并间隔预设时间段后重新获取所述出口端压力，直至所述出口端压力大于或等于所述精调压力范围的下限值；
17.当所述出口端压力大于或等于所述精调压力范围的下限值、且小于所述目标压力
时，控制所述压力精调单元单独升压工作，直至所述出口端压力达到所述目标压力；
18.当所述出口端压力大于所述精调压力范围的上限值时，控制所述压力粗调单元和所述压力精调单元同时降压工作，并间隔预设时间段后重新获取所述出口端压力，直至所述出口端压力小于所述精调压力范围的上限值；
19.当所述出口端压力大于所述目标压力、且小于或等于所述精调压力范围的上限值时，控制所述压力精调单元单独降压工作，直至所述出口端压力达到所述目标压力。
20.可选的，所述压力控制器还包括排压单元，所述排压单元与所述控制单元电连接；
21.所述控制单元还用于在所述出口端压力与所述目标压力的差值大于零时，控制所述排压单元工作，直至所述出口端压力与所述目标压力的差值等于零。
22.可选的，所述控制单元还用于控制所述压力精调单元和所述压力粗调单元的工作速度。
23.可选的，所述控制单元还用于更改所述目标压力和/或所述预设百分比。
24.可选的，所述测压单元为压力传感器。
25.可选的，所述压力粗调单元和所述压力精调单元均为电磁阀压力调节器。
26.本发明还提供了一种根据上述任一项所述的压力控制器的控制方法，所述控制方法包括：
27.s1、根据所述目标压力获取精调压力范围；
28.s2、判断所述出口端压力是否在所述精调压力范围外；若是，则执行s3；若否，则执行s4；
29.s3、控制所述压力粗调单元和所述压力精调单元同时工作，并间隔预设时间段后重新获取所述出口端压力，执行s2；
30.s4、控制所述压力精调单元单独工作，直至所述出口端压力达到所述目标压力。
31.本发明能产生的有益效果包括：
32.本发明的压力控制器能够根据出口端压力与目标压力的差异程度，控制压力粗调单元和压力精调单元同时工作对压力快速进行调节，或控制压力精调单元单独工作对压力进行精确调节，从而在保证压力调节精度的同时，有效缩短压力调节时间；
33.本发明的压力控制器根据需要调节的目标压力确定精调压力范围，在精调压力范围外控制压力粗调单元和压力精调单元同时快速调压，在精调压力范围内控制压力精调单元单独工作进行精确调压，能够既保证调压精度又缩短调压时间；
34.本发明的压力控制器能够实现中高压、高精度的压力控制，实现工厂自动化调压，减少人为调压带来的错误，提高压力调节的质量和效率，提高工厂生产的安全性能。
附图说明
35.图1为本发明实施例提供的压力控制器的整体结构示意图；
36.图2为本发明实施例提供的压力控制器的控制方法的方法流程图。
37.部件和附图标记列表：
38.1、控制单元；2、压力粗调单元；3、压力精调单元；4、测压单元；5、排压单元。
具体实施方式
39.下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
40.本发明实施例提供了一种压力控制器，包括控制单元1以及与控制单元1均连接的压力粗调单元2、压力精调单元3和测压单元4。
41.压力粗调单元2和压力精调单元3并联设置，且连接在输气管道中。其中，压力粗调单元2的调压速率大于压力精调单元3的调压速率。
42.本实施例中，压力精调单元3的调压速率为压力粗调单元2的调压速率的一半。压力粗调单元2和压力精调单元3均为电磁阀压力调节器，包括多个电磁阀，通过调整电磁阀的工作压力、电磁阀数量和电磁阀的通径来调节出口端压力。
43.其中，电磁阀为零压启动直动式电磁阀，电磁阀可以执行频繁开关动作，每秒开关次数不少于4次，使用寿命不少于10万次。
44.测压单元4设置在输气管道的出口端，用于实时测量输气管道的出口端压力。测压单元4可以为但不限于测压表、压力传感器等测压设备。本实施例中，测压单元4为压力传感器。
45.测压单元4可以集成在压力控制器内部，也可以设置在压力控制器外部。当测压单元4设置在压力控制器内部时，压力控制器的最高精度能够达到0.05％。当测压单元4设置在压力控制器外部时，测压单元4为4-20ma/1-5vdc信号制或4-20ma/0-10vdc信号制的压力传感器。
46.控制单元1用于根据出口端压力与目标压力的差异程度，控制压力粗调单元2和压力精调单元3同时工作或控制压力精调单元3单独工作。
47.控制单元1具体用于：
48.根据目标压力获取精调压力范围；
49.当出口端压力位于精调压力范围之外时，控制压力粗调单元2和压力精调单元3同时工作，并间隔预设时间段后重新获取出口端压力，直至出口端压力位于精调压力范围内；
50.当出口端压力位于精调压力范围内时，控制压力精调单元3单独工作，直至出口端压力达到目标压力。
51.本发明通过缩短压力精调单元3的工作时间来缩短调压时间。
52.具体的，精调压力范围为(1-a)*b～(1+a)*b；
53.其中，a为预设百分比，取值在10％～20％之间；b为目标压力。优选的，预设百分比为15％。
54.具体的，当出口端压力小于精调压力范围的下限值时，控制压力粗调单元2和压力精调单元3同时升压工作，并间隔预设时间段后重新获取出口端压力，直至出口端压力大于或等于精调压力范围的下限值。其中，间隔的预设时间段可以为1秒、2秒、5秒等，本实施例中，预设时间段取1秒。
55.当出口端压力大于或等于精调压力范围的下限值、且小于目标压力时，控制压力精调单元3单独升压工作，直至出口端压力达到目标压力。
56.当出口端压力大于精调压力范围的上限值时，控制压力粗调单元2和压力精调单元3同时降压工作，并间隔预设时间段后重新获取出口端压力，直至出口端压力小于精调压力范围的上限值。
57.当出口端压力大于目标压力、且小于或等于精调压力范围的上限值时，控制压力精调单元3单独降压工作，直至出口端压力达到目标压力。
58.控制单元1还用于控制压力精调单元3和压力粗调单元2的工作速度。
59.控制单元1还用于更改目标压力和/或预设百分比。
60.控制单元1还用于控制压力粗调单元2单独工作。
61.本发明的压力控制器的入口气源为干燥清洁的空气、氮气等非易燃易爆和腐蚀性气体，最大的入口压力为90mpa。
62.控制单元1为plc控制器，其工作电压为24v，控制单元1通过脉冲控制的方法控制压力粗调单元2和压力精调单元3工作。
63.例如：当预设百分比为15％，目标压力为1000时，精调压力范围为850～1150。当出口端压力小于850时，控制单元1控制压力粗调单元2和压力精调单元3同时升压工作，并间隔1秒后重新获取出口端压力，直至出口端压力大于或等于850。
64.当出口端压力大于或等于850、且小于1000时，控制压力精调单元3单独升压工作，直至出口端压力达到1000。
65.当出口端压力大于1150，控制压力粗调单元2和压力精调单元3同时降压工作，并间隔1秒后重新获取出口端压力，直至出口端压力小于1150。
66.当出口端压力大于1000、且小于或等于1150，控制压力精调单元3单独降压工作，直至出口端压力达到1000。
67.压力控制器还包括排压单元5，排压单元5与控制单元1电连接。排压单元5的入口端与压力粗调单元2和压力精调单元3的出口端一侧的输气管道连接，排压单元5的出口端连接气体收集系统。排压单元5为电磁阀压力调节器，
68.控制单元1还用于在出口端压力与目标压力的差值大于零时，控制排压单元5工作，直至出口端压力与目标压力的差值等于零。
69.本发明其中一实施例中，当出口端压力大于目标压力、且小于或等于精调压力范围的上限值时，控制压力精调单元3单独降压工作，同时控制排压单元5工作，排出多余的压力，直至出口端压力达到目标压力。
70.本发明另一实施例中，当出口端压力大于目标压力、且小于或等于精调压力范围的上限值时，控制压力精调单元3单独降压工作，直至出口端压力达到目标压力。之后，间隔预设时间段后重新获取出口端压力，当出口端压力与目标压力的差值大于零时，控制排压单元5工作，直至出口端压力与目标压力的差值为零。
71.本发明的压力控制器能够根据出口端压力与目标压力的差异程度，控制压力粗调单元2和压力精调单元3同时工作对压力快速进行调节，或控制压力精调单元3单独工作对压力进行精确调节，从而在保证压力调节精度的同时，有效缩短压力调节时间。
72.本发明的压力控制器根据需要调节的目标压力确定精调压力范围，在精调压力范围外控制压力粗调单元2和压力精调单元3同时快速调压，在精调压力范围内控制压力精调单元3单独工作进行精确调压，能够既保证调压精度又缩短调压时间。
73.本发明的压力控制器能够实现中高压、高精度的压力控制，实现工厂自动化调压，减少人为调压带来的错误，提高压力调节的质量和效率，提高工厂生产的安全性能。
74.本发明实施例提供了一种上述任一项中的压力控制器的控制方法，控制方法包
括：
75.s1、根据目标压力获取精调压力范围；
76.s2、判断出口端压力是否在精调压力范围外；若是，则执行s3；若否，则执行s4；
77.s3、控制压力粗调单元2和压力精调单元3同时工作，并间隔预设时间段后重新获取出口端压力，执行s2；
78.s4、控制压力精调单元3单独工作，直至出口端压力达到目标压力。
79.以上，仅是本技术的几个实施例，并非对本技术做任何形式的限制，虽然本技术以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。