消除严重段塞流的阀门节流动态控制方法

摘要

本发明公开的消除严重段塞流的阀门节流动态控制方法，根据在上升管的出口处安装的自动调节阀和可接收阀门开度信号、入口压力信号和上升管底部压力信号的PID和逻辑运算控制模块来实现阀门节流的动态控制，根据采集到的入口压力和上升管底部压力的信号和阀门开度信号进行分析、计算和转换后输出信号来实时控制自动调节阀的开度，由三个线程并行运算，既可以对长周期的压力变化做出反应，也可以适应快速的压力变化，尤其能根据管道入口流量的变化自动调节阀门，使节流稳定在合适的程度，达到既实现抑制严重段塞流，又解决防止过分节流问题，达到了对节流的最优控制，具有一定的自适应能力。

主权项

1.消除严重段塞流的阀门节流动态控制方法，在上升管的出口处安装自动调节阀，通过可接收阀门开度信号、入口压力P1信号和上升管底部压力P2信号的PID和逻辑运算控制模块实现阀门节流的动态控制，其特征在于，该方法的控制包括线程1、线程2和线程3并行执行，线程1的控制循环周期为2秒，将实时采集到的入口压力P1和上升管底部压力P2的信号和阀门开度信号进行滤波处理，将处理后的信号输出到线程2，同时分别计算出压力P1的平均值MeanP1′和压力P2的平均值MeanP2′并输出到线程3，N为线程2的循环次数，若N大于0为否，控制线程1结束本次循环，若N大于0为是，则进入PID和逻辑运算控制模块，将线程2上一个循环得出的压力P2的平均值MeanP2″作为设定值SP1计算得出阀门开度差值u1(t)，u1(t)的公式为：$u_1\left(t\right)=K_c[(\mathrm{SP}1-\mathrm{PV}1)+\frac{1}{T_i}{\int }_0^t(\mathrm{SP}1-\mathrm{PV}1)\mathrm{dt}+T_d\frac{d(\mathrm{SP}1-\mathrm{PV}1)}{\mathrm{dt}}]$ 其中，u1(t)是阀门开度差值，Kc是比例增益，SP1是压力设定值，PV1是波动幅度，Ti是积分时间，Td是微分时间，并输出到线程3；线程2的控制循环周期是200秒，采集由线程1处理过的压力P1、压力P2信号和阀门开度信号并记录，当采集数据达到200秒时对压力数据进行波形分析，计算出压力P2的最大值MaxP2″、最小值MinP2″、平均值MeanP2″和波动幅度PV2，将平均值MeanP2″输出到线程1做为其中PID运算的压力设定值SP1，将最大值MaxP2″、最小值MinP2″、平均值MeanP2″和波动幅度PV2输入PID和逻辑运算控制模块，根据指定的设定值SP2，SP2取为30％≥SP2≥20％，经PID函数运算输出阀门开度差值u2(t)，u2(t)的公式为：$u_2\left(t\right)=K_c[(\mathrm{SP}2-\mathrm{PV}2)+\frac{1}{T_i}{\int }_0^t(\mathrm{SP}2-\mathrm{PV}2)\mathrm{dt}+T_d\frac{d(\mathrm{SP}2-\mathrm{PV}2)}{\mathrm{dt}}]$ 其中，u2(t)为阀门开度差值，Kc是比例增益，，SP2是压力设定值，PV2是波动幅度，Ti是积分时间，Td是微分时间，并输出到线程3；线程3的控制循环周期为100毫秒，根据接收到的压力P1的平均值MeanP1′和压力P2的平均值MeanP2′来判断压力是否超过管道最大允许压力，若是，程序将阀门开度输出值设为完全打开并把控制模式转换为手动控制，同时给出报警信号，若否，则程序根据在许可范围内的压力，当控制模式为自动时，由接收到的阀门开度差值u1(t)与u2(t)之和得到阀门开度，当控制模式为手动时，阀门开度根据手动输入值设定，将此开度值做D/A转换后输出，由阀门执行机构调节阀门开度。