CN110725988B - 一种应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法,涉及无油压缩机的测试技术领域。该方法通过气压表实时检测读取气路中的气压,并将模拟量传输给控制器,通过PI算法获得控制电气比例阀的开度大小的控制值,所述PI算法的计算公式为:CurrentOUT=Kp×(LLPV‑LPV)+Ki(PV‑SV)+LastOUT;式中,CurrentOUT为输出的模拟量控制值,LLPV‑LPV为时间周期T_Cycle前后时间点的气压差,PV‑SV为时间周期T_Cycle前后时间点的设置气压与实际气压差,KP为增益比例,KI为积分比例,LastOUT为范围参数。本发明的气压稳定控制方法通过PLC模拟量输出控制电气比例阀的开度大小,对气路中的气压进行实时控制,基于该PI算法的输出控制,可以使得气路气压在8秒内就稳定在±0.5kPa范围内,完全达到数据采集的要求,气压控制又快又稳。
Description
技术领域
本发明涉及无油压缩机的测试技术领域,具体涉及一种应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法。
背景技术
压缩机包含主机、驱动电机两大主要部件,其中主机为压缩机核心部件,直接影响到压缩机性能状况。根据压缩机工作原理,主机结构包括进气阀、机芯(主要为定转子部件)、最小压力阀、卸载阀、温控阀、冷却***等,其主要性能指标包括流量、电流、温度、压力,卸载时间。在压缩机的测试项目中,有一项非常重要的测试内容,即模拟负载气压下的压缩机各项测试参数的记录。现有的方式是通过人工采用手动调节减压阀来实现实现这一过程,在记录时,通过观察机械气压表指针是否落下额定范围气压段内,然后才能进行读数记录。
发明内容
为了解决上述技术存在的缺陷,本发明提供一种应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法。
本发明实现上述技术效果所采用的技术方案是:
一种应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法,气压表实时检测读取气路中的气压,并将模拟量传输给控制器,通过PI算法获得控制电气比例阀的开度大小的控制值,所述PI算法的计算公式为:CurrentOUT=Kp×(LLPV-LPV)+Ki(PV-SV)+LastOUT;
式中,CurrentOUT为输出的模拟量控制值,用于控制电气比例阀的开度大小,LLPV-LPV为时间周期T_Cycle前后时间点的气压差,PV-SV为时间周期T_Cycle前后时间点的设置气压与实际气压差,KP为增益比例,KI为积分比例,LastOUT为范围参数。
优选地,在上述的应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法中,所述控制方法的具体步骤包括:
1)在时间周期T_Cycle的第一时刻记录当前气压值LPV;
2)在时间周期T_Cycle的第二时刻记录当前气压值LLPV,同时计算出同一时间周期T_Cycle的第一时刻与第二时刻的气压变化值,以及当前气压值PV与目标气压SV的差值;
3)将第一时刻与第二时刻的气压变化值(LLPV-LPV)乘以增益比例KP得到第一调节值Delta_P,然后将当前气压值PV与目标气压SV的差值(PV-SV)乘以积分比例KI得到第二调节值Delta_I,再加上速调值LastOUT,使***迅速进入额定气压范围内,获得用于控制电气比例阀的控制值CurrentOUT。
优选地,在上述的应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法中,还设有用于控制阈值MIN和MAX,用于约束输出的控制值CurrentOUT的边界范围,防止调节失控。
优选地,在上述的应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法中,所述增益比例KP和所述积分比例KI为动态值。
本发明的有益效果为:本发明的气压稳定控制方法通过PLC模拟量输出控制电气比例阀的开度大小,对气路中的气压进行实时控制,基于该PI算法的输出控制,可以使得气路气压在8秒内就稳定在±0.5kPa范围内,完全达到数据采集的要求,气压控制又快又稳。
附图说明
图1为未介入时的气压曲线图;
图2为本发明的PI算法程序逻辑图;
图3为本发明介入后的气压曲线图。
具体实施方式
为使对本发明作进一步地了解,下面参照说明书附图和具体实施例对本发明作进一步地说明:
本发明的描述中,需要说明的是,术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限制,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接连接,也可以是通过中间媒介相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示,为现有的测试***在未介入控制情况下的气路气压曲线图,据图中曲线可见,气压曲线稳定性差,在同一时间周期的前后不同时刻,气压波动较大。采集数据时,需要通过人工采用手动调节减压阀来实现实现这一过程,在记录时,通过观察机械气压表指针是否落下额定范围气压段内,然后才能进行读数记录,读数非常不便,效率低。
基于此,本发明的实施例提出了一种应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法,具体的,气压表实时检测读取气路中的气压,并将模拟量传输给控制器,通过PI算法获得控制电气比例阀的开度大小的控制值,所述PI算法的计算公式为:CurrentOUT=Kp×(LLPV-LPV)+Ki(PV-SV)+LastOU。式中,CurrentOUT为输出的模拟量控制值,用于控制电气比例阀的开度大小,LLPV-LPV为时间周期T_Cycle前后时间点的气压差,PV-SV为时间周期T_Cycle前后时间点的设置气压与实际气压差,KP为增益比例,KI为积分比例,LastOUT为范围参数。
具体地,在上述的气压稳定控制方法中,该控制方法的具体步骤包括:
1)在时间周期T_Cycle的第一时刻记录当前气压值LPV;
2)在时间周期T_Cycle的第二时刻记录当前气压值LLPV,同时计算出同一时间周期T_Cycle的第一时刻与第二时刻的气压变化值,以及当前气压值PV与目标气压SV的差值;
3)将第一时刻与第二时刻的气压变化值(LLPV-LPV)乘以增益比例KP得到第一调节值Delta_P,然后将当前气压值PV与目标气压SV的差值(PV-SV)乘以积分比例KI得到第二调节值Delta_I,再加上速调值LastOUT,使***迅速进入额定气压范围内,获得用于控制电气比例阀的控制值CurrentOUT。
为防止调节失控,还设有用于控制阈值MIN和MAX,用于约束输出的控制值CurrentOUT的边界范围。为使得气压控制又快又稳,该增益比例KP和积分比例KI为动态值,需进行多次测试调整。具体地,该增益比例KP和积分比例KI的调整过程为:主要通过预设KP与KI值,观察气压波动情况,即通过改变KP值与KI值来改变气压波动曲线,当气压波动曲线符合预期即可,即气压波动曲线的曲线特征出现预期曲线特征,预期曲线特征为从算法介入到气压平稳在标准气压±0.5kPa范围内,且时长不超过10秒。其调整过程为根据前置的随机KP值和KI值反映出的气压曲线的特征是否符合预期曲线特征,从而来试探性地确定每个时间周期T_Cycle内的增益比例KP和积分比例KI的值。即每个时间周期T_Cycle内的增益比例KP和积分比例KI是基于气压波动曲线的特征来进行试探性地确定。
具体地,如图2所示,为本发明的PI算法程序逻辑图,图中,PV_in为当前气压值,由气压表反馈的模拟量得到;LPV为第一时刻保存气压值;LLPV为第二时刻保存气压值;LL减L为LLPV-LPV即为单位周期内气压变化值;SV为目标气压值(额定气压值);PV减SV为当前气压与目标气压差值;KP为增益比例(负值);KI为积分比例;Delta_P为LL减L乘以KP;Delta_I为PV减SV乘以KI;P加I为Delta_P加上Delta_I;LastOUT为控制起始范围,使***迅速进入额定气压范围;CurrentOUT为主输出,用该值直接控制比例阀;MAX为CurrentOUT最大值;MIN为CurrentOUT最小值。
如图3所示,本发明介入后的气压曲线图,由该曲线图可知,在8秒后,气压在时间周期内的波动小,气压值稳定,8秒内气压就稳定在±0.5kPa范围内,完全达到数据采集的要求。
综上所述,本发明的气压稳定控制方法通过PLC模拟量输出控制电气比例阀的开度大小,对气路中的气压进行实时控制,基于该PI算法的输出控制,可以使得气路气压在8秒内就稳定在±0.5kPa范围内,完全达到数据采集的要求,气压控制又快又稳。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内,本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (3)
1.一种应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法,其特征在于,气压表实时检测读取气路中的气压,并将模拟量传输给控制器,通过PI算法获得控制电气比例阀的开度大小的控制值,所述PI算法的计算公式为:CurrentOUT=Kp*(LLPV-LPV)+Ki(PV-SV)+LastOUT;
式中,CurrentOUT为输出的模拟量控制值,用于控制电气比例阀的开度大小,KP为增益比例,KI为积分比例,LastOUT为范围参数;
所述控制方法的具体步骤包括:
在时间周期T_Cycle的第一时刻记录当前气压值LPV;
在时间周期T_Cycle的第二时刻记录当前气压值LLPV,同时计算出同一时间周期T_Cycle的第一时刻与第二时刻的气压变化值,以及当前气压值PV与目标气压SV的差值;
将第一时刻与第二时刻的气压变化值LLPV-LPV乘以增益比例KP得到第一调节值Delta_P,然后将当前气压值PV与目标气压SV的差值PV-SV乘以积分比例KI得到第二调节值Delta_I, 再加上速调值LastOUT,使***迅速进入额定气压范围内,获得用于控制电气比例阀的控制值CurrentOUT。
2.根据权利要求1所述的应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法,其特征在于,还设有用于控制阈值MIN和MAX,用于约束输出的控制值CurrentOUT的边界范围,防止调节失控。
3.根据权利要求1所述的应用于压缩机综合测试***的气压稳定控制方法,其特征在于,所述增益比例KP和所述积分比例KI为动态值。
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