一种阀门粘滞程度的检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及自动控制领域，尤其是涉及一种阀门粘滞程度的检测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 控制回路是工业控制领域中常用的控制系统，例如，可以广泛应用于集散控制系 统（DCS)中。控制回路主要包括三个部分：检测设备、控制器以及阀门，检测设备检测被控 对象得到检测值PV(例如液位、压力等），控制器将设定值SP与检测值PV进行比较，并根据 比较结果生成阀值0P，阀值0P用于调节阀门的开启程度。
[0003] 阀门在使用初期，一般具有较好的性能，但随着阀门的长时间工作，可能会产生粘 滞，若阀门的粘滞程度较强，又没有得到及时有效地处理，往往会对控制回路的性能产生一 定的影响，例如导致控制回路产生周期震荡。因此，对阀门的粘滞程度进行检测，能够有效 地监测阀门的使用情况，保证控制回路的性能。
[0004] 目前，常用的阀门粘滞程度的检测方法包括：获取控制回路的检测值PV和阀值 0P，绘制检测值PV与阀值0P之间的二维趋势图，即PV-0P图，并对PV-0P图进行椭圆拟合， 根据拟合结果得到阀门的粘滞程度。显然，这种检测方法需要进行椭圆拟合，因此计算量比 较大，比较耗时。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种阀门粘滞程度的检测方法及装置，在检测阀 门粘滞程度时无需进行椭圆拟合以减少计算量，从而快速地得到检测结果。
[0006] 为此，本发明解决技术问题的技术方案是：
[0007] 本发明提供了一种阀门粘滞程度的检测方法，包括：
[0008] 获取控制回路在预设时间段内的检测值集合、设定值集合以及阀值集合；
[0009] 根据所述检测值集合和所述设定值集合获得第一差值分布，所述第一差值分布用 于表示所述检测值集合与所述设定值集合的差值的分布情况；
[0010] 根据所述第一差值分布获得第一因子，所述第一因子用于表示所述第一差值分布 的非线性程度；
[0011] 根据所述阀值集合和所述阀值集合的平均值获得第二差值分布，所述第二差值分 布用于表示所述阀值集合中的各个阀值与所述平均值的差值的分布情况；
[0012] 根据所述第二差值分布获得第二因子，所述第二因子用于表示所述第二差值分布 与平均分布的接近程度；
[0013] 根据所述第一因子和所述第二因子，获得阀门的粘滞程度，所述粘滞程度与所述 第一因子和所述第二因子均呈正相关性。
[0014] 可选的，所述根据所述第一差值分布获得第一因子包括：
[0015] 获得所述第一差值分布中顶部和/或底部区域所占的比例；
[0016] 根据所述比例获得所述第一因子，所述第一因子与所述比例呈正相关性。
[0017] 可选的，所述第一差值分布按照数值大小等分为mi个区域，所述第一差值分布的 数值总个数为n1;
[0018] 所述获得所述第一差值分布中顶部和/或底部区域所占的比例，包括：
[0019] 获取所述第一差值分布中数值最小的Sl个区域的数值总个数ηn，其中mi> 2s1;
[0020] 获取所述第一差值分布中数值最大的Sl个区域的数值总个数η12;
[0021] 将（ηη+η12)/η^为获得的所述比例。
[0022] 可选的，所述第二差值分布按照数值大小等分为m2个区域，所述第二差值分布的 数值总个数为n2;
[0023] 所述根据所述第二差值分布获得第二因子，包括：
[0024] 获得所述第二差值分布中s2个区域的数值总个数η21，其中m2>s2;
[0025] 根据1121/112与s2/m2的差值获得所述第二因子。
[0026] 可选的，所述根据所述第一因子和所述第二因子，获得阀门的粘滞程度，包括：
[0027] 根据所述第一因子和所述第二因子的乘积获得所述阀门的粘滞程度。
[0028] 可选的，所述方法还包括：
[0029] 获得所述第一差值分布之前，对所述检测值集合中的各个检测值进行二阶滤波， 其中，所述二阶滤波所使用的滤波系数根据所述控制回路构成的闭环系统的截止频率获 得。
[0030] 本发明提供了一种阀门粘滞程度的检测装置，包括：
[0031] 获取单元，用于获取控制回路在预设时间段内的检测值集合、设定值集合以及阀 值集合；
[0032] 第一分布单元，用于根据所述检测值集合和所述设定值集合获得第一差值分布， 所述第一差值分布用于表示所述检测值集合与所述设定值集合的差值的分布情况；
[0033] 第一因子单元，用于根据所述第一差值分布获得第一因子，所述第一因子用于表 示所述第一差值分布的非线性程度；
[0034] 第二分布单元，用于根据所述阀值集合和所述阀值集合的平均值获得第二差值分 布，所述第二差值分布用于表示所述阀值集合中的各个阀值与所述平均值的差值的分布情 况；
[0035] 第二因子单元，用于根据所述第二差值分布获得第二因子，所述第二因子用于表 示所述第二差值分布与平均分布的接近程度；
[0036] 粘滞检测单元，用于根据所述第一因子和所述第二因子，获得阀门的粘滞程度，所 述粘滞程度与所述第一因子和所述第二因子均呈正相关性。
[0037] 可选的，所述第一因子单元包括：
[0038] 第一子单元，用于获得所述第一差值分布中顶部和/或底部区域所占的比例；
[0039] 第二子单元，用于根据所述比例获得所述第一因子，所述第一因子与所述比例呈 正相关性。
[0040] 可选的，所述第一差值分布按照数值大小等分为mi个区域，所述第一差值分布的 数值总个数为n1;
[0041] 所述第一子单元具体用于，获取所述第一差值分布中数值最小的Sl个区域的数值 总个数nn，其中mi> 2si，获取所述第一差值分布中数值最大的Sl个区域的数值总个数η12， 将（nn+n12)/n^为获得的所述比例。
[0042] 可选的，所述第二差值分布按照数值大小等分为m2个区域，所述第二差值分布的 数值总个数为n2;
[0043] 所述第二因子单元具体用于，获得所述第二差值分布中s2个区域的数值总个数 n21，其中％>s2，根据1121/112与s2/m2的差值获得所述第二因子。
[0044] 可选的，所述粘滞检测单元具体用于，根据所述第一因子和所述第二因子的乘积 获得所述阀门的粘滞程度。
[0045] 可选的，还包括：滤波单元，用于在所述第一分布单元获得所述第一差值分布之 前，对所述检测值集合中的各个检测值进行二阶滤波，其中，所述二阶滤波所使用的滤波系 数根据所述控制回路构成的闭环系统的截止频率获得。
[0046] 通过上述技术方案可知，本发明实施例中，获取控制回路在预设时间段内的检测 值集合、设定值集合以及阀值集合，根据所述检测值集合、所述设定值集合以及所述阀值集 合获得第一因子和第二因子，并根据所述第一因子和所述第二因子获得阀门的粘滞程度。 其中，所述第一差值分布用于表示所述检测值集合与所述设定值集合的差值的分布情况， 所述第一因子用于表示所述第一差值分布的非线性程度，所述第二差值分布用于表示所述 阀值集合中的各个阀值与平均值的差值的分布情况，所述第二因子用于表示所述第二差值 分布与平均分布的接近程度，所述第一因子和所述第二因子均与所述粘滞程度呈正相关 性。可见，本发明实施例中在检测阀门的粘滞程度时，并不需要进行椭圆拟合等复杂的运 算，从而减少了工作量，能够快速地得到阀门粘滞程度的检测结果。
[0047] 此外，本发明实施例选取一段时间内的多个数据（即预设时间段内的检测值集 合、设定值集合以及阀值集合），并根据分布情况（即第一差值分布和第二差值分布）对阀 门粘滞程度进行检测，能够利用统计特性减少噪声对检测结果的影响，提高检测结果的准 确性。
【附图说明】
[0048] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0049] 图1为阀值0P与阀门的动作输出MV的对应关系的示意图；
[0050] 图2为一种测定值PV与阈值0P的二维趋势图；
[0051] 图3为一种带噪声的测定值PV与阈值0P的二维趋势图；
[0052] 图4为本发明实施例提供的一种方法实施例的流程示意图；
[0053] 图5为第一差值分布的一种不意图；
[0054] 图6为第一差值分布的一种投影柱状图；
[0055] 图7为第二差值分布的一种投影柱状图；
[0056] 图8为本发明实施例提供的一种装置实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0057] 控制回路，例如PID(比例-积分-微分）控制回路主要包括三个部分：检测设备、 控制器以及阀门。其中，检测设备用于检测被控对象得到检测值PV(例如液位、压力等），控 制器用于将设定值SP与检测值