CN110389601B - 一种稳定液位的控制方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种稳定液位的控制方法、装置及设备，控制方法包括：获取总出料柜的实际液位值PV；根据实际液位值PV、总出料柜的预设液位值SV以及预设液位浮动值GW，计算进料仓的进料量CV；根据进料量CV，控制进料仓进料，以及控制与进料仓对应的反应器向总出料柜出料。本发明实施例的稳定液位的控制方法，根据总出料柜的实际液位值PV，以及预设液位值SV和预设液位浮动值GW之间的关系，计算得出进料仓的进料量CV，并按照进料量CV控制进料仓进料以及反应器向总出料柜出料，从而提高了对总出料柜的液位的稳定控制的准确性和响应速度，节约了人力成本。

Description

一种稳定液位的控制方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及多路进料装置技术领域，尤其涉及一种稳定液位的控制方法、装置及设备。
背景技术
在石油化工生产过程中，原料由各自独立料仓出料、进入各自独立的反应单元后，反应产生的中间产品汇聚后作为总进料进入下一环节生产装置是较为常见的一种工作模式。保证各反应中间品汇聚进入总出料装置后总液位的平稳性，对于生成稳定运行、减少产品质量波动和装置本体操作安全至关重要。
图1示出了现有技术中化工企业的常规控制方案和操作流程示意图，多路进料设备包括多个各自独立的原料进料仓，每个原料进料仓对应一个反应器，原料从原料进料仓进入反应器反应后，流入总出料柜中。这种常规依靠人工针对各原料进料仓的进料量以及各反应器的出料量进行独立调节的方式，操作工人劳动强度极大，且经常“顾此失彼”导致总液位无法稳定，大幅波动影响产品质量，不仅所需人力成本高，并且控制精度低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种稳定液位的控制方法、稳定液位的控制***、稳定液位的控制设备及存储介质，能够自动控制各进料仓的进料量和各反应器的出料量，有助于总出料柜的液位稳定。
根据本发明实施例的第一个方面，提供一种稳定液位的控制方法，所述控制方法包括：
获取总出料柜的实际液位值PV；
根据所述实际液位值PV、所述总出料柜的预设液位值SV以及预设液位浮动值GW，计算进料仓的进料量CV；
根据所述进料量CV，控制所述进料仓进料，以及控制与所述进料仓对应的反应器向所述总出料柜出料。
根据本发明实施例的第二个方面，提供一种稳定液位的控制装置，所述控制装置包括：
液位获取单元，用于获取总出料柜的实际液位值PV；
进料量计算单元，用于根据所述实际液位值PV、所述总出料柜的预设液位值SV以及预设液位浮动值GW，计算进料仓的进料量CV；
进出料控制单元，用于根据所述进料量CV，控制所述进料仓进料，以及控制与所述进料仓对应的反应器向所述总出料柜出料。
根据本发明实施例的第三个方面，提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项的所述稳定液位的控制方法。
根据本发明实施例的第四个方面，提供一种稳定液位的控制设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求求1至6中任一项的所述稳定液位的控制方法。
本发明提供的稳定液位的控制方法，根据总出料柜的实际液位值PV，以及预设液位值SV和预设液位浮动值GW之间的关系，计算得出进料仓的进料量CV，并按照进料量CV控制进料仓进料以及反应器向总出料柜出料，从而提高了对总出料柜的液位的稳定控制的准确性和响应速度，节约了人力成本。
附图说明
图1示出了现有技术中化工企业的常规控制方案和操作流程示意图；
图2示出了本发明的一个实施例的稳定液位的控制方法的流程示意图；
图3示出了本发明的另一个实施例的稳定液位的控制方法的流程示意图；
图4示出了本发明的一个实施例的稳定液位的控制装置的结构示意图；
图5示出了本发明的另一个实施例的稳定液位的控制装置的结构示意图；
图6示出了本发明的一个具体实施例的稳定液位的控制方案的示意图；
图7示出了本发明的一个具体实施例的稳定液位的控制方法的流程示意图；
图8示出了本发明的一个具体实施例的稳定液位的控制装置的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本发明实施例的第一个方面，提出了一种稳定液位的控制方法，图2示出了本发明的一个实施例的稳定液位的控制方法的流程示意图，控制方法包括：
S101，获取总出料柜的实际液位值PV；
其中，获取总出料柜的液位传感器采集的总出料柜的实际液位值PV，以便根据实际液位值PV对进料设备的进料量等参数进行调控。
S102，根据实际液位值PV、总出料柜的预设液位值SV以及预设液位浮动值GW，计算进料仓的进料量CV；
其中，根据预设液位值SV和预设液位浮动值GW与实际液位值PV之间的关系，对进料仓的合理进料量CV进行计算；预设液位值SV根据现场实际工况确定，预设液位浮动值GW根据现场实际工况以及对液位的稳定控制要求来确定。
S103，根据进料量CV，控制进料仓进料，以及控制与进料仓对应的反应器向总出料柜出料。
其中，根据计算得到的进料仓的进料量CV，控制多路进料设备的多个进料仓按照进料量CV进料，并且控制多个进料仓对应的多个反应器按照进料量CV向总出料柜出料，实现多路进料协同控制，从而实现总出料柜液位的稳定可控。
本发明实施例的稳定液位的控制方法，根据总出料柜的实际液位值PV，以及预设液位值SV和预设液位浮动值GW之间的关系，计算得出进料仓的进料量CV，并按照进料量CV控制进料仓进料以及反应器向总出料柜出料，从而提高了对总出料柜的液位的稳定控制的准确性和响应速度，节约了人力成本。
图3示出了本发明的另一个实施例的稳定液位的控制方法的流程示意图。如图3所示的控制方法包括：
S201，获取总出料柜的实际液位值PV；
S202，判断实际液位值PV是否大于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之差，且小于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之和；
其中，在S202中，判断实际液位值PV是否大于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之差，且小于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之和，也即实际液位值PV与预设液位值PV相差的大小是否小于预设的液位浮动值GW。
S203，若实际液位值PV大于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之差，且小于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之和，则对实际液位值PV和预设液位值SV进行PID计算，得出多个进料仓的进料量CV；
其中，比例参数为第一比例设定值P1、积分参数为积分设定值I以及微分参数为微分设定值D；
其中，在判断结果为是时，也即实际液位值PV大于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之差，且小于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之和时，对实际液位值PV和预设液位值SV进行PID闭环反馈控制计算，其中，PID计算中的比例参数为第一比例设定值P1、积分参数为积分设定值I、微分参数为微分设定值D，经过PID计算后，得到进料量CV。
S204，若实际液位值PV小于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之差，或大于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之和，则将比例参数切换为第二比例设定值P2后对实际液位值PV和预设液位值SV进行PID计算，得出多个进料仓的进料量CV；
其中，第二比例设定值P2为第一比例设定值P1与预设变化幅度GAP的乘积；
其中，若判断结果为否时，也即实际液位值PV小于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之差，或大于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之和时，先对上述PID参数中的比例参数进行切换，变成第二比例设定值P2后，再对实际液位值PV和预设液位值SV进行PID闭环反馈控制计算，得出进料量CV，其中，第二比例设定值P2的计算方式为P1*GAP，GAP为根据实际工况和对液位的稳定控制要求预先设定的总液位非线性可变增益部分的变化幅度。针对实际液位值PV与预设液位值SV存在的偏差情况，调整PID的比例控制参数，使得对进料量CV的控制更加精准，进而提高了总出料柜液位的稳定性。
优选的，进料仓的数量为一个或多个；
其中，进料仓的数量可以为多个，不同种类的原料可以分别通过多个进料仓进料后，再向总出料柜出料。
S205，分别获取每一个进料仓的实际进料量QVn；
其中，在计算出进料量CV后，还需要根据每个进料仓的实际工况对进料量CV进行修正调节，因此，需要分别获取每个进料仓的实际进料量QVn，其中，n代表多个进料仓中的任一个的编号，因此用QVn表示任一个进料仓的实际进料量。
S206，基于每一个进料仓的所述实际进料量QVn以及进料量CV计算对应的修正值BIASn，并对进料量CV进行修正；
S207，控制每一个进料仓根据修正后的进料量CVn*进料；
其中，修正后的进料量CVn*为进料量CV与修正值BIASn之和；
其中，基于每个进料仓的实际进料量QVn和经过PID计算后得出的进料量CV分别计算每个进料仓的进料量的修正值BIASn，修正后的进料量CVn*＝CV+BIASn，其中，修正值BIASn可以为正也可以为负，例如若进料仓中实际进料量较大，则可通过修正适当降低进料量，使进料量与实际工况更加匹配，最后，按照修正后的进料量CVn*控制进料仓进料。
优选地，反应器与进料仓的数量相同，每一个进料仓对应一个反应器，且每一个反应器对应一个进料仓；
其中，反应器的数量与进料仓的数量一致，并且反应器与进料仓之间一一对应，通过1号进料仓进入的原料，会在1号反应器中进行反应后流入总出料柜，通过2号进料仓进入的原料，会在2号反应器中进行反应后流入总出料柜，以此类推。
S208，控制与进料仓对应的反应器根据修正后的进料量CVn*向总出料柜出料。
其中，通过进料仓进入的原料，在反应器中反应后，按照进料量CVn*向总出料柜出料，从而使得总出料柜液位处于稳定状态。
在上述实施例中，通过根据不同进料仓的实际进料量情况对进料量CV进行修正，并按照修正后的进料量CVn*控制进料仓进料以及控制反应器向总出料柜出料，使得每一个进料仓及每一个反应器能够更加精准的进料及出料，从而提高了总出料柜的液位稳定性。
需要说明的是，在上述实施例中，对于总出料柜的实际液位值PV的获取以及每个进料仓的实际进料量CV的获取都是实时进行的，并且根据总出料柜的实时的实际液位值PV，实时计算进料量CV，根据每个进料仓的实时的实际进料量CV，对进料量CV进行实时修订，使得进料仓实时调整进料量，提高了多路进料设备的响应速度。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图3中S207的步骤，具体包括：
根据每一个进料仓的修正后的进料量CVn*，控制进料仓对应的进料变频器工作。
在上述实施例中，每个进料仓都对应有进料变频器，通过改变进料变频器的工作频率，控制进料仓的进料量。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图3中S208的步骤，具体包括：
根据每一个进料仓的修正后的进料量CVn*，控制对应的反应器的出料变频器工作。
在上述实施例中，每个反应器都对应有出料变频器，通过改变出料变频器的工作频率，控制反应器向总出料柜的出料量。
本发明实施例的第二个方面，提出了一种稳定液位的控制装置，用于多路进料设备，图4示出了本发明的一个实施例的稳定液位的控制装置的结构示意图。本控制装置包括：
液位获取单元301，用于获取总出料柜的实际液位值PV；
进料量计算单元302，用于根据实际液位值PV、总出料柜的预设液位值SV以及预设液位浮动值GW，计算多个进料仓的进料量CV；
进出料控制单元303，用于根据进料量CV，控制多个进料仓进料，以及控制多个反应器向总出料柜出料。
在具体的应用场景中，为了保证进料量的精确性，图5示出了本发明的一个实施例的稳定液位的控制装置的结构示意图。本控制装置包括：
进料量计算单元302，具体包括：
液位判断模块3021，用于判断实际液位值PV是否大于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之差，且小于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之和；
第一进料量计算模块3022，用于若实际液位值PV大于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之差，且小于等于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之和，则对实际液位值PV和预设液位值SV进行PID计算，得出多个进料仓的进料量CV；
其中，比例参数为第一比例设定值P1、积分参数为积分设定值I以及微分参数为微分设定值D；
第二进料量计算模块3023，用于若实际液位值PV小于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之差，或大于预设液位值SV与预设液位浮动值GW之和，则将比例参数切换为第二比例设定值P2后对实际液位值PV和预设液位值SV进行PID计算，得出多个进料仓的进料量CV；
其中，第二比例设定值P2为第一比例设定值P1与预设变化幅度GAP的乘积；
进料仓的数量为一个或多个；
进出料控制单元303，具体包括：
进料量获取模块3031，用于分别获取每一个进料仓的实际进料量QVn；
进料量修正模块3032，用于基于每一个进料仓的实际进料量QVn以及进料量CV计算对应的修正值BIASn，并对进料量CV进行修正；
进料控制模块3033，用于控制每一个进料仓根据修正后的进料量CVn*进料；
其中，修正后的进料量CVn*为进料量CV与修正值BIASn之和，反应器与进料仓的数量相同，每一个进料仓对应一个反应器，且每一个反应器对应一个进料仓；
出料控制模块3034，用于控制与进料仓对应的反应器根据修正后的进料量CVn*向总出料柜出料。
进料控制模块3033，还用于根据每一个进料仓的修正后的进料量CVn*，控制进料仓对应的进料变频器工作；
出料控制模块3034，还用于根据每一个进料仓的修正后的进料量CVn*，控制对应的反应器的出料变频器工作。
需要说明的是，本申请实施例提供的一种稳定液位的控制装置所涉及各功能单元的其他相应描述，可以参考图2和图3中的对应描述，在此不再赘述。
本发明实施例的第三个方面，基于上述如图2和图3所示方法，相应的，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述如图2和图3所示的稳定液位的控制方法。
基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。
本发明实施例的第四个方面，基于上述如图2、图3所示的方法，以及图4、图5所示的虚拟装置实施例，为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种稳定液位的实体设备，具体可以为个人计算机、服务器、网络设备等，该实体设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图2和图3所示的稳定液位的控制方法。
可选地，该稳定液位的实体设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(Radio Frequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、WI-FI接口)等。
本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种稳定液位的实体设备结构并不构成对该实体设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
存储介质中还可以包括操作***、网络通信模块。操作***是管理和保单温度控制的实体设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信，以及与该实体设备中其它硬件和软件之间通信。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现。通过应用本申请的技术方案，实现根据总出料柜的实际液位值PV，以及预设液位值SV和预设液位浮动值GW之间的关系，计算得出进料仓的进料量CV，并按照进料量CV控制进料仓进料以及反应器向总出料柜出料，从而提高了对总出料柜的液位的稳定控制的准确性和响应速度，节约了人力成本。
具体实施例：
如图6至图8所示，多路进料设备包括n个原料进料仓，分别为E-01、E-02……E-0n，对应的n个反应器，分别为A-01、A-02……A-0n，以及总出料送气柜，并根据工况设定预设液位值SV为65％、预设液位浮动值GW为10％、预设变化幅度GAP为0.25。控制方案如下：
首先，通过总液位测量模块LT获取总出料送气柜的实际总液位PV，将实际总液位PV、预设液位值SV、预设液位浮动值GW、预设变化幅度GAP输入至液位反馈控制算法模块LIC中，计算原料进料仓的进料量CV；
其中，当55％<＝PV<＝75％时，液位反馈控制算法模块LIC中的PID参数为比例设定值P＝40，积分设定值I＝1000s，微分设定值D＝100s；当75％<PV或PV<55％时，液位反馈控制算法模块LIC中的PID参数为比例设定值P＝40*GAP＝10，积分设定值I＝1000s，微分设定值D＝100s；
其次，控制器输出分配模块分别向各进料仓的进料变频器输入模块输入进料量，CV1＝CV、CV2＝CV……CVn＝CV；
然后，获取每个原料进料仓的实际进料量，根据实际进料量和进料变频器输入模块输入的进料量CV1、CV2……CVn设定各进料仓的进料修正量Bias1、Bias2……Bias n，修正后的进料量为CVn+1＝CV1+Bias1、CVn+2＝CV2+Bias2……CVn+n＝CVn+Bias n；
最后，控制各原料进料仓按修正后的进料量CVn+1、CVn+2……CVn+n进料，并控制各反应器对应的执行机构模块按照进料量CVn+1、CVn+2……CVn+n对应的工作频率F1、F2……Fn控制反应器向总出料送气柜出料。
另外，运行结果显示模块实时动态显示总液位设定值、总液位实际测量值、控制器输出值、进料量修正值和进料变频器实际工作频率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种稳定液位的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取总出料柜的实际液位值PV；
根据所述实际液位值PV、所述总出料柜的预设液位值SV以及预设液位浮动值GW，计算进料仓的进料量CV；
根据所述进料量CV，控制所述进料仓进料，以及控制与所述进料仓对应的反应器向所述总出料柜出料；
所述根据所述实际液位值PV、所述总出料柜的预设液位值SV以及预设液位浮动值GW，计算所述进料仓的进料量CV，具体包括：
判断所述实际液位值PV是否大于等于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之差，且小于等于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之和；
若所述实际液位值PV小于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之差，或大于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之和，则将比例参数切换为第二比例设定值P2后对所述实际液位值PV和所述预设液位值SV进行PID计算，得出所述进料仓的进料量CV；
其中，第二比例设定值P2为第一比例设定值P1与预设变化幅度GAP的乘积。
2.根据权利要求1所述的稳定液位的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际液位值PV、所述总出料柜的预设液位值SV以及预设液位浮动值GW，计算所述进料仓的进料量CV，还包括：
若所述实际液位值PV大于等于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之差，且小于等于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之和，则对所述实际液位值PV和所述预设液位值SV进行PID计算，得出所述进料仓的进料量CV；
其中，所述比例参数为所述第一比例设定值P1、积分参数为积分设定值I以及微分参数为微分设定值D。
3.根据权利要求1或2所述的稳定液位的控制方法，其特征在于，所述进料仓的数量为一个或多个，所述根据所述进料量CV，控制所述进料仓进料，具体包括：
分别获取每一个所述进料仓的实际进料量QVn；
基于每一个所述进料仓的所述实际进料量QVn以及所述进料量CV计算对应的修正值BIASn，并对所述进料量CV进行修正；
控制每一个所述进料仓根据修正后的进料量CVn*进料；
其中，修正后的进料量CVn*为所述进料量CV与所述修正值BIASn之和。
4.根据权利要求3所述的稳定液位的控制方法，其特征在于，所述控制每一个所述进料仓根据修正后的进料量CVn*进料，具体包括：
根据每一个所述进料仓的修正后的进料量CVn*，控制所述进料仓对应的进料变频器工作。
5.根据权利要求3所述的稳定液位的控制方法，其特征在于，
所述反应器与所述进料仓的数量相同，每一个所述进料仓对应一个所述反应器，且每一个所述反应器对应一个所述进料仓；
所述控制所述反应器向所述总出料柜出料，具体包括：
根据每一个所述进料仓的修正后的进料量CVn*，控制对应的所述反应器的出料变频器工作。
6.根据权利要求4所述的稳定液位的控制方法，其特征在于，
所述反应器与所述进料仓的数量相同，每一个所述进料仓对应一个所述反应器，且每一个所述反应器对应一个所述进料仓；
所述控制所述反应器向所述总出料柜出料，具体包括：
根据每一个所述进料仓的修正后的进料量CVn*，控制对应的所述反应器的出料变频器工作。
7.一种稳定液位的控制装置，用于多路进料设备，其特征在于，所述控制装置包括：
液位获取单元，用于获取总出料柜的实际液位值PV；
进料量计算单元，用于根据所述实际液位值PV、总出料柜的预设液位值SV以及预设液位浮动值GW，计算进料仓的进料量CV；
进出料控制单元，用于根据所述进料量CV，控制所述进料仓进料，以及控制与所述进料仓对应的反应器向所述总出料柜出料；
所述进料量计算单元，具体包括：
液位判断模块，用于判断所述实际液位值PV是否大于等于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之差，且小于等于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之和；
第二进料量计算模块，用于若所述实际液位值PV小于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之差，或大于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之和，则将比例参数切换为第二比例设定值P2后对所述实际液位值PV和所述预设液位值SV进行PID计算，得出所述进料仓的进料量CV；
其中，第二比例设定值P2为第一比例设定值P1与预设变化幅度GAP的乘积。
8.根据权利要求7所述的稳定液位的控制装置，其特征在于，所述进料量计算单元，具体包括：
第一进料量计算模块，用于若所述实际液位值PV大于等于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之差，且小于等于所述预设液位值SV与所述预设液位浮动值GW之和，则对所述实际液位值PV和所述预设液位值SV进行PID计算，得出多个所述进料仓的进料量CV；
其中，所述比例参数为所述第一比例设定值P1、积分参数为积分设定值I以及微分参数为微分设定值D。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项的所述稳定液位的控制方法。
10.一种稳定液位的控制设备，其特征在于，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至6中任一项的所述稳定液位的控制方法。
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