[发明专利]一种缓冲槽的协调控制方法

权利要求书

1.一种缓冲槽的协调控制方法，其包括以下步骤：

1)设置一协调控制系统，其包括一设置有液位检测设备的缓冲槽，缓冲槽的入口连接一入口管道，出口连接一离心泵，离心泵连接一驱动电机，驱动电机连接一工业控制计算机，离心泵上还设置有一出口管道和一转速检测设备；转速检测设备和液位检测设备通过同一数据采集设备连接所述工业控制计算机，工业控制计算机内预置有工作状态判定模块、恒速控制模块和PI控制模块；

2)对工业控制计算机进行初始化设置：

①输入缓冲槽高度值的一半h_middle；将缓冲槽内部的液位划分为中线区域、安全区域和警戒区域三个区域，设置中线区域范围值为e_middle，安全区域范围值为e_safe；设检测过程中得到的液位检测值为h，液位检测值h与h_middle的差值为e；当|e|≤e_safe时，液位处于安全区域，当|e|≤e_middle时，液位处于中线区域，且中线区域位于安全区域内；当|e|＞e_safe时，液位处于警戒区域；

②设置一计时器timer和停止时间T，在PI控制模块中的PI控制器作用下，当液位第一次进入中线区域时，启动计时器，直到计时器计时终止，即timer≥T，此时认为液位已经稳定在中线区域，停止PI控制器的调节，计时器清零；

③输入缓冲槽入口流量改变的最大值F；

④设置一个协调控制策略的标志位flag，用于辅助判断缓冲槽是否结束调整；当flag＝0时，表示缓冲槽液位调整结束；当flag＝1时，表示缓冲槽处于液位调整过程中；该标志位flag的初值设置为0；

3)启动驱动电机，离心泵工作，缓冲槽不断通过入口管道输入料浆，同时通过出口管道输出料浆；

4)液位检测设备实时检测缓冲槽内的液位，转速检测设备实时检测离心泵的转速；数据采集设备每隔一个采样周期采集一次液位检测设备和转速检测设备的检测值，并将得到的液位检测值h和离心泵转速，传送给工业控制计算机；

5)工业控制计算机对缓冲槽进行协调控制；

①在工作状态判定模块中，判断标志位flag是否为0；

如果标志位flag为0，判断液位是否在安全区域，当|e|≤e_safe，即位于安全区域时，则进入恒速控制模块，保持标志位flag为0；当|e|＞e_safe，即位于警戒区域时，则进入PI控制模块，将标志位flag置于1；

如果标志位flag为1，判断液位是否在中线区域，当|e|＞e_middle，即位于中线区域之外时，进入PI控制模块，保持标志位flag为1；当|e|≤e_middle，即液位处于中线区域，启动计时器timer，然后判断计时器计时是否结束：如果计时器计时没有结束，即timer＜T，进入PI控制模块，将标志位flag置1；如果计时器计时结束，即timer≥T，进入恒速控制模块，标志位flag置0；

②在恒速控制模块中，当前离心泵的转速设定值与前一工作周期的转速设定值一致，恒速控制模块将当前转速设定值的控制信息传送至驱动电机处执行；

③在PI控制模块中，计算e＝h-h_middle，并根据：

Kp(e)=0.74Fhmiddleexp(|e|hmiddle)---(1)]]>

Ki(e)=Kp2(e)4A---(2)]]>

计算PI控制器的参数K_p和K_i；其中，A为缓冲槽底面积；

根据式(1)和式(2)计算得到PI控制器的输出转速u_PI：

uPI(t)=Kp(e)e+Ki(e)∫0tedt---(3)]]>

PI控制模块将输出转速u_PI传送至驱动电机处执行；

6)重复步骤4)和步骤5)，直至系统停止工作。