一種液體定量滴下控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液體定量滴下控制系統(tǒng)和方法，其中系統(tǒng)包括：貯液容器、比例積分微分PID控制單元、與貯液容器分別連通的出液管道和入氣管道；出液管道上安裝有流量計(jì)，采集出液管道中液體的流量信息并傳送給PID控制單元，PID控制單元根據(jù)流量信息發(fā)出控制信號(hào)；入氣管道上安裝有電氣比例閥，根據(jù)控制信號(hào)來(lái)調(diào)整檔位；并且在液體開始滴下之前，電氣比例閥保持常開狀態(tài)，使得液體開始滴下時(shí)液體的滴下速率接近預(yù)設(shè)值。由于在液體開始滴下之前，電氣比例閥一直保持常開狀態(tài)，貯液容器內(nèi)氣壓最大;液體開始滴下時(shí)，由于之前貯液容器內(nèi)已有較大的氣壓，因此液體的滴下速率能夠在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)設(shè)值，縮短滴下期的過渡時(shí)間，減少等待時(shí)
【專利說明】一種液體定量滴下控制系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種液體定量滴下控制系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)中往往需要對(duì)各個(gè)加工工藝添加物料的用量以及添加的頻率等進(jìn)行控 制，特別是對(duì)于液體類物料滴下頻率以及流量的控制?，F(xiàn)有常用的液體定量滴下控制系統(tǒng) 主要分為以下兩種類型：
[0003] 第一種系統(tǒng)能夠保持恒定流量，該系統(tǒng)包括流量調(diào)節(jié)器、壓力變送器、電氣比例 閥、可編程控制器以及人機(jī)交換機(jī)，其中壓力變送器安裝在流量控制器的進(jìn)出口，壓力變送 器采集到模擬量信號(hào)傳輸給可編程控制器，可編程控制器將該模擬量信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換 (即AD轉(zhuǎn)換）成數(shù)字量，并與人機(jī)交換器設(shè)置的參數(shù)對(duì)比進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算的結(jié)果轉(zhuǎn)換為 模擬量輸出給電氣比例閥，電氣比例閥控制流量控制器的壓力來(lái)保證出口壓力的大小，從 而保證液體流量的恒定。
[0004] 第二種系統(tǒng)能夠?qū)σ后w流量進(jìn)行控制，該系統(tǒng)包括輸送泵電機(jī)1、電流互感器2、 電流傳感器3、變頻器中央處理單元4、目標(biāo)信號(hào)輸入端5以及驅(qū)動(dòng)電路6,結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1所示。變頻器中央處理單元4接收到輸送泵電機(jī)1通過電路互感器2和電流傳感器3發(fā) 送來(lái)的信號(hào)，將該信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)輸入端5輸入的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸 出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路6,通過驅(qū)動(dòng)電路6控制輸送泵電機(jī)1的工作頻率。通過對(duì)調(diào)節(jié)電路 進(jìn)行優(yōu)化，使輸送泵的運(yùn)行電流穩(wěn)定在目標(biāo)設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)泵輸送流量的自動(dòng)控制，穩(wěn)定 在一個(gè)目標(biāo)設(shè)定值。
[0005] 但是對(duì)于液晶顯不行業(yè)而目，并不需要液體（例如配向液Polyimide，也稱PI液） 持續(xù)不斷按照固定流量滴下，而需要按照一定的時(shí)間間隔定量滴下，如果直接利用第一種 系統(tǒng)控制PI液滴下僅可以實(shí)現(xiàn)的時(shí)間間隔（也就是間隔期到噴涂期的過渡期）為1-2分 鐘，但是對(duì)于時(shí)間間隔小于1分鐘的情況則無(wú)法實(shí)現(xiàn)，即第一種系統(tǒng)無(wú)法滿足高精度時(shí)間 間隔的要求。第二中系統(tǒng)雖然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，但是控制過程電流互感器或電流傳 感器可能會(huì)有電弧、電火花或產(chǎn)生熱，不能用于液晶顯示行業(yè)中易燃液體的輸送，因此現(xiàn)有 技術(shù)中的上述兩種系統(tǒng)均不適用于液晶顯示行業(yè)中易燃液體定時(shí)定量的滴下控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有系統(tǒng)不能適用于易燃液體定時(shí)定量滴下控制的技術(shù)問題，一方面，
[0007] 本發(fā)明提供了一種液體定量滴下控制系統(tǒng)，包括：
[0008] 貯液容器、比例積分微分PID控制單元、與所述貯液容器分別連通的出液管道和 入氣管道；
[0009] 所述出液管道上安裝有流量計(jì)，所述流量計(jì)采集所述出液管道中液體的流量信息 并傳送給所述PID控制單元；
[0010] 所述PID控制單元根據(jù)所述流量信息發(fā)出控制信號(hào)；
[0011] 所述入氣管道上安裝有電氣比例閥，所述電氣比例閥根據(jù)所述控制信號(hào)來(lái)調(diào)整檔 位；并且在液體開始滴下之前，所述電氣比例閥保持常開狀態(tài)，使得液體開始滴下時(shí)所述貯 液容器內(nèi)液體的滴下速率接近預(yù)設(shè)值。
[0012] 可選的，所述流量計(jì)為超聲波流量計(jì)，實(shí)時(shí)采集所述出液管道中液體的流量信息 作為所述貯液容器內(nèi)液體的滴下速率，得到測(cè)定值，并將所述測(cè)定值發(fā)送給所述PID控制 單元。
[0013] 可選的，所述PID控制單元包括參數(shù)設(shè)定模塊，用于執(zhí)行比例、積分、微分的可編 程邏輯控制器PLC和輸入輸出模塊，所述參數(shù)設(shè)定模塊用于設(shè)定液體滴下速率的預(yù)設(shè)值， 所述PLC根據(jù)所述預(yù)設(shè)值與所述測(cè)定值相比較得到操作值，并將所述操作值以控制信號(hào)的 形式通過所述輸入輸出模塊發(fā)送給所述電氣比例閥。
[0014] 可選的，所述出液管道上還安裝有開關(guān)，所述開關(guān)接收所述PID控制單元的開啟 信號(hào)以及停止信號(hào)來(lái)控制液體滴下的通斷，其中所述PID控制單元發(fā)送開啟信號(hào)到發(fā)送停 止信號(hào)之間的時(shí)期為滴下期，所述PID控制單元發(fā)送停止信號(hào)到發(fā)送開啟信號(hào)之間的時(shí)期 為間隔期。
[0015] 可選的，所述電氣比例閥在滴下期將所述電氣比例閥的開合狀態(tài)反饋給所述控制 單元并存儲(chǔ)；在暫停液體滴下的間隔期，所述PID控制單元根據(jù)所述電氣比例閥在前一個(gè) 滴下期的開合狀態(tài)向所述電氣比例閥發(fā)送控制信號(hào)。
[0016] 可選的，所述電氣比例閥為反向型電氣比例閥，滴下期所述反向型電氣比例閥處 于常開狀態(tài)，間隔期所述反向型電氣比例閥按照所述控制信號(hào)中的操作值調(diào)整檔位，從而 調(diào)整液體的滴下速率。
[0017] 可選的，還包括氣體容器，所述氣體容器與所述入氣管道連通，所述氣體容器和所 述電氣比例閥之間的入氣管道上還安裝有調(diào)壓閥，用于調(diào)整進(jìn)入到所述貯液容器的氣體壓 力。
[0018] 可選的，所述氣體容器中的氣體為惰性氣體。
[0019] 另一方面，
[0020] 本發(fā)明還提供了一種液體定量滴下控制方法，采用以上所述的液體定量滴下控制 系統(tǒng)，在液體開始滴下之前，電氣比例閥保持常開狀態(tài)，使得液體開始滴下時(shí)貯液容器內(nèi)液 體的滴下速率接近預(yù)設(shè)值。
[0021] 可選的，還包括：還包括：所述電氣比例閥在滴下期將所述電氣比例閥的開合狀 態(tài)反饋給PID控制單元并存儲(chǔ)；在暫停液體滴下的間隔期，所述PID控制單元根據(jù)所述電氣 比例閥在前一個(gè)滴下期的開合狀態(tài)向所述電氣比例閥發(fā)送控制信號(hào)。
[0022] 基于本發(fā)明提供的液體定量滴下控制系統(tǒng)和方法，在貯液容器內(nèi)液體開始滴下之 前，電氣比例閥一直保持常開狀態(tài)，貯液容器內(nèi)氣壓最大；當(dāng)液體開始滴下，由于之前貯液 容器內(nèi)已有較大的氣壓，因此液體的滴下速率能夠在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)設(shè)值，縮短第一個(gè) 滴下期的過渡時(shí)間，減少等待時(shí)間，有利于提高效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中提供的第二種液體定量滴下系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2是實(shí)施例一提供的一種液體定量滴下控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3是實(shí)施例一中PID控制單元的組成示意圖；
[0026] 圖4是實(shí)施例一中構(gòu)成PID反饋的回路示意圖；
[0027] 圖5是實(shí)施例一中反向型電氣比例閥輸入輸出特性圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0029] 實(shí)施例一
[0030] 本實(shí)施例提供了一種液體定量滴下控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括：
[0031] 貯液容器100、比例積分微分PID控制單元200、與貯液容器100分別連通的出液 管道300和入氣管道400 ;
[0032] 出液管道300上安裝有流量計(jì)500,流量計(jì)500采集出液管道300中液體的流量信 息并傳送給PID控制單元200, PID控制單元200根據(jù)流量信息發(fā)出控制信號(hào)；
[0033] 入氣管道400安裝上有電氣比例閥600,電氣比例閥600根據(jù)控制信號(hào)來(lái)調(diào)整檔 位；
[0034] 在液體開始滴下之前，電氣比例閥600保持常開狀態(tài)，使得液體開始滴下時(shí)貯液 容器100內(nèi)液體的滴下速率接近預(yù)設(shè)值。這意指貯液容器100在液體開始滴下之前保持與 進(jìn)氣管道相等的一定的氣壓，從而使得液體開始滴下時(shí)貯液容器100內(nèi)液體的滴下速率接 近預(yù)設(shè)值，一般來(lái)說略大于或等于預(yù)設(shè)值，大于預(yù)設(shè)值的0%到20%為佳。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)該理解，所需的氣壓大小可以通過試驗(yàn)得到。
[0035] 同時(shí)，還需要說明的是，其中出液管道300為實(shí)體管道，用于排出液體，流量計(jì)300 安裝在出液管道300上，以便實(shí)時(shí)對(duì)液體滴下速率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，入氣管道400也是實(shí)體管 道，用于向貯液容器100中輸送氣體，以便在液體滴下期以及間隔期對(duì)貯液容器100內(nèi)的氣 壓進(jìn)行調(diào)整，間接對(duì)液體滴下速率進(jìn)行調(diào)整；而流量計(jì)300與PID控制單元200之間以及 電氣比例閥600與PID控制單元200之間通過信號(hào)線或者無(wú)線的方式相連，用于傳送電信 號(hào)，例如流量計(jì)500作為一種液體流量的傳感器，可以通過無(wú)線方式將采集的電信號(hào)傳輸 給PID控制單元200。
[0036] 基于上述，在貯液容器100內(nèi)液體開始滴下之前，電氣比例閥600 -直保持常開狀 態(tài)，貯液容器100內(nèi)氣壓最大；液體開始滴下，由于之前貯液容器100內(nèi)已有較大的氣壓，因 此液體的滴下速率能夠在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)設(shè)值，而現(xiàn)有技術(shù)中由于液體開始滴下之前沒 有對(duì)貯液容器內(nèi)氣壓進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)收到控制信號(hào)時(shí)，液體并不能立即開始滴下，而是需要等 待貯液容器內(nèi)氣壓增大到足可以將液體從貯液容器內(nèi)壓出的時(shí)候才會(huì)有液體滴下，因此滴 下期真正能夠滴下的等待時(shí)間較長(zhǎng)。本實(shí)施例就能在接收到控制信號(hào)后立即有液體開始滴 下，縮短第一個(gè)滴下期的過渡時(shí)間，減少流水線上的等待時(shí)間，有利于提高流水線的加工效 率，從而提1?廣能。
[0037] 本實(shí)施例中對(duì)于貯液容器100中的液體以配向液（PI液）為例，貯液容器100上 有兩個(gè)管路接口，一個(gè)管路接口連接入氣管道，用于向貯液容器100內(nèi)輸入氣體；另一個(gè)管 路接口連接輸液管道，用于從貯液容器100向外滴出液體。
[0038] 可選的，本實(shí)施例中的流量計(jì)300優(yōu)選為超聲波流量計(jì)，實(shí)時(shí)采集出液管道300中 液體的流量信息作為貯液容器100內(nèi)液體的滴下速率，得到測(cè)定值，并將該測(cè)定值發(fā)送給 PID控制單元200。超聲波流量計(jì)是一種非接觸式儀表，既可以測(cè)量大管徑的液體流量，也 可以用于不易接觸和觀察的液體的測(cè)量,尤其是對(duì)于易燃液體，同時(shí)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度較 高。
[0039] 可選的，本實(shí)施例中的PID控制單元200基于比例積分微分PID電路進(jìn)行控制， 組成示意圖如圖3所示，包括參數(shù)設(shè)定模塊201、執(zhí)行比例、積分、微分的可編程邏輯控制器 PLC202和輸入輸出模塊203,參數(shù)設(shè)定模塊201用于設(shè)定液體滴下速率的預(yù)設(shè)值，PLC202 根據(jù)預(yù)設(shè)值與測(cè)定值相比較設(shè)定操作值，并將操作值以控制信號(hào)的形式通過輸入輸出模塊 203發(fā)送給電氣比例閥600。
[0040] 優(yōu)選地，本實(shí)施例中的參數(shù)設(shè)定模塊201可以是一個(gè)人機(jī)界面，通過人機(jī)界面輸 入液體滴下的預(yù)設(shè)值，此處的預(yù)設(shè)值指的是液體滴下速率，即可以通過電氣比例閥600對(duì) 輸入到貯液容器100中液體的氣壓進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而對(duì)液體滴下速率進(jìn)行調(diào)整。之后，PLC202 根據(jù)參數(shù)設(shè)定模塊201發(fā)送的預(yù)設(shè)值，通過輸入輸出模塊203輸送給電氣比例閥600。需 要說明的是，PID控制單元200中還包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊204以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊205,該預(yù) 設(shè)值還需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊204的模數(shù)轉(zhuǎn)換（即AD轉(zhuǎn)換）以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊205的數(shù) 模轉(zhuǎn)換（即DA轉(zhuǎn)換）之后，將預(yù)設(shè)值以對(duì)應(yīng)于電氣比例閥600的模擬量輸送給電氣比例閥 600,以便電氣比例閥600能夠根據(jù)該預(yù)設(shè)量對(duì)通入到貯液容器100中的氣體進(jìn)行控制。
[0041] 可選的，出液管道300上還安裝有開關(guān)310,開關(guān)310接收PID控制單元200的開 啟信號(hào)以及停止信號(hào)來(lái)控制液體滴下的通斷，其中PID控制單元200發(fā)送開啟信號(hào)到發(fā)送 停止信號(hào)之間的時(shí)期為滴下期，PID控制單元200發(fā)送停止信號(hào)到發(fā)送開啟信號(hào)之間的時(shí) 期為間隔期，即滴下期：開啟信號(hào)-停止信號(hào)；間隔期：停止信號(hào)-開啟信號(hào)。參見圖1，開 關(guān)310和PID控制單元200之間也可以通過信號(hào)線連接，進(jìn)一步，PID控制單元200通過信 號(hào)線連接到電磁閥（圖中未示出），電磁閥也與開關(guān)連接，使得PID控制單元200發(fā)送的開 啟信號(hào)以及停止信號(hào)還可以是通過電磁閥實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)310通斷的控制。控制信號(hào)發(fā)出時(shí)， PID控制單元200 (具體的是輸入輸出模塊203)向電磁閥發(fā)送開啟信號(hào)，電磁閥控制開關(guān) 310打開，貯液容器100中的液體開始滴下，滴下期開始計(jì)時(shí)。
[0042] 另外，在參數(shù)設(shè)定模塊201還可以對(duì)滴下期的時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，之后PLC202根據(jù)參 數(shù)設(shè)定模塊201發(fā)送的滴下期時(shí)間設(shè)定計(jì)時(shí)器，當(dāng)PLC202通過輸入輸出模塊203向開關(guān) 310發(fā)送開啟信號(hào)之后，該計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，即對(duì)滴下期開始計(jì)時(shí)。當(dāng)液體滴下的時(shí)間達(dá)到 滴下期計(jì)時(shí)時(shí)間時(shí)，輸入輸出模塊203向電磁閥發(fā)送停止信號(hào)，電磁閥控制開關(guān)310關(guān)閉， 貯液容器100中的液體停止滴下，之后進(jìn)入間隔期。
[0043] 在滴下期，流量計(jì)300實(shí)時(shí)采集液體的流量信息作為液體滴下速率，即測(cè)定值，并 將測(cè)定值轉(zhuǎn)換成電流或電壓模擬信號(hào)，并將該電流或電壓模擬信號(hào)傳送給PID控制單元 200, PID控制單元200首先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換（A\D轉(zhuǎn)換），將流量計(jì)300采集的模擬量轉(zhuǎn)換成 數(shù)字量并傳送給PLC2〇 2。PLC2〇2根據(jù)測(cè)定值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行PID反饋控制，通過組合比例動(dòng) 作（P)、積分動(dòng)作（I)和微分動(dòng)作（D)計(jì)算操作值，使測(cè)定值迅速、正確地趨近于預(yù)設(shè)值。之 后，對(duì)計(jì)算得到的操作值進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換（即D/A轉(zhuǎn)換），將操作值由數(shù)字量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于電 氣比例閥600的模擬量，并傳送給電氣比例閥600。電氣比例閥600通過控制向貯液容器 1〇〇輸送氣體以改變貯液容器1〇〇內(nèi)氣壓，達(dá)到控制貯液容器內(nèi)液體滴下速率的目的。
[0044] 其中PID通過組合比例動(dòng)作（P)、積分動(dòng)作（I)和微分動(dòng)作（D)計(jì)算操作值具體包 括：
[0045] 當(dāng)流量計(jì)300的測(cè)定值PV與預(yù)設(shè)值SV的差增大時(shí)，增大操作值MV，迅速地使流量 計(jì)300的測(cè)定值PV趨近于預(yù)設(shè)值SV ;
[0046] 當(dāng)流量計(jì)300的測(cè)定值PV與預(yù)設(shè)值SV的差變小時(shí)，減小操作值MV，平緩、正確地 將測(cè)定值PV調(diào)節(jié)為與預(yù)設(shè)值SV相同。
[0047] 其中進(jìn)行PID反饋的回路示意圖如圖4所示，除了包括PID控制單元200中的 PLC202、流量計(jì)500、電氣比例閥600以及貯液容器1〇〇,在PID控制單元200中還包括：連 接在電氣比例閥600與PLC202之間的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊204,以及連接在流量計(jì)500與PLC202 之間的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊205。
[0048] 可選的，電氣比例閥600在滴下期將電氣比例閥600的開合狀態(tài)反饋給PID控制 單元200并存儲(chǔ)；在暫停液體滴下的間隔期，PID控制單元200根據(jù)電氣比例閥600在前一 個(gè)滴下期的開合狀態(tài)向電氣比例閥600發(fā)送控制信號(hào)。具體的，電氣比例閥600開合狀態(tài) 的模擬信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換之后成為數(shù)字量信號(hào)后反饋給PLC202, PLC202對(duì)滴下期收到的電 氣比例閥600反饋的數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，在滴下期之后的間隔期也按照該數(shù)字量信號(hào)控 制電氣比例閥600的開合狀態(tài)，因此可以使貯液容器100內(nèi)的氣壓無(wú)論在滴下期還是間隔 期能夠保持基本相同，不會(huì)出現(xiàn)較大的變化，當(dāng)進(jìn)入到下一個(gè)控制周期的滴下期時(shí)，滴下期 的過渡期同樣可以得到有效的縮短，避免出現(xiàn)由于過渡期太長(zhǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)間隔滴下的問題。
[0049] 可選的，電氣比例閥600為反向型電氣比例閥，其輸入輸出特性圖如圖4所示，SP 輸入信號(hào)為〇時(shí)，額定壓力最大，隨著輸入信號(hào)的增大，額定壓力逐漸減小，其中輸入信號(hào) 為PID控制單元200輸送的控制信號(hào)，參見圖4,輸入信號(hào)為100時(shí)額定壓力減小為〇。滴 下期，電氣比例閥600處于常開狀態(tài)；間隔期，電氣比例閥 6〇0按照控制信號(hào)中的操作值調(diào) 整檔位，從而間接調(diào)整貯液容器100中液體的滴下速率。
[0050] 可選的，本實(shí)施例中的系統(tǒng)還包括氣體容器7〇〇,氣體容器700與入氣管道400連 通，氣體容器700和電氣比例閥600之間的入氣管道400上還安裝有調(diào)壓閥800,用于調(diào)整 進(jìn)入到貯液容器100的氣體壓力。
[0051] 可選的，氣體容器7〇〇中的氣體為惰性氣體，本實(shí)施例中優(yōu)選的惰性氣體為氮?dú)?(即N2)。因?yàn)榈獨(dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)占空氣總量的78. 12%，制取容易，而且氮?dú)饩哂谢瘜W(xué)惰性， 常溫下很難和其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，用N2控制易燃液體的滴下輸出安全可靠。對(duì)于不易 與氣體發(fā)生反應(yīng)的液體而言對(duì)氣體容器 7〇0中的氣體是否是惰性氣體不作限制。
[0052] 需要說明的是，本實(shí)施例中僅僅是以PI液為例，則氣體容器中的氣體可以選擇氮 氣。但是本實(shí)施例提供的系統(tǒng)對(duì)于其它易燃液體也同樣適用，均可以避免受到液體輸出過 程中的電火花等影響。
[0053]綜上所述，采用本實(shí)施例提供的液體定量滴下控制方系統(tǒng)，在貯液容器內(nèi)液體開 始滴下之前，電氣比例閥一直保持常開狀態(tài)，貯液容器內(nèi)氣壓最大；當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，狀態(tài)由 關(guān)閉迅速切換為打開，液體開始滴下，由于之前貯液容器內(nèi)已有較大的氣壓，因此液體的滴 下速率能夠在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)設(shè)值，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液體滴下的定量控制，縮短第一個(gè)滴下 期的過渡時(shí)間，減少等待時(shí)間，有利于提高效率。同時(shí)，在間隔期也按照滴下期的數(shù)字量信 號(hào)控制電氣比例閥的開合狀態(tài)，因此可以使貯液容器內(nèi)的氣壓無(wú)論在滴下期還是間隔期能 夠保持基本相同，避免貯液容器內(nèi)壓力在滴下期和間隔期變化時(shí)不會(huì)出現(xiàn)較大的變化，當(dāng) 進(jìn)入到下一個(gè)控制周期的滴下期時(shí)，滴下期的過渡期同樣可以得到有效的縮短，避免出現(xiàn) 由于過渡期太長(zhǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)間隔滴下的問題，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)貯液容器內(nèi)液體定時(shí)（按照時(shí) 間間隔）定量滴下進(jìn)行控制。
[0054] 實(shí)施例二
[0055]基于上述系統(tǒng)，本實(shí)施例還提供了一種液體定量滴下控制方法，包括：
[0056]在液體開始滴下之前，電氣比例閥保持常開狀態(tài)，使得液體開始滴下時(shí)貯液容器 內(nèi)液體的滴下速率接近預(yù)設(shè)值。之后，開關(guān)打開時(shí)，液體開始滴下，由于之前貯液容器內(nèi)已 有較大的氣壓，因此液體的滴下速率能夠在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)設(shè)值，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液體滴下 的定量控制，縮短第一個(gè)滴下期的過渡時(shí)間，減少等待時(shí)間，有利于提高效率。
[0057]可選的，還包括：電氣比例閥在滴下期將電氣比例閥的開合狀態(tài)反饋給控制單元 并存儲(chǔ)；在在暫停液體滴下的間隔期，PID控制單元根據(jù)電氣比例閥在前一個(gè)滴下期的開 合狀態(tài)向電氣比例閥發(fā)送控制信號(hào)。這樣可以使貯液容器內(nèi)的氣壓無(wú)論在滴下期還是間 隔期能夠保持基本相同，避免貯液容器內(nèi)壓力在滴下期和間隔期變化時(shí)不會(huì)出現(xiàn)較大的變 化，當(dāng)進(jìn)入到下一個(gè)控制周期的滴下期時(shí)，滴下期的過渡期同樣可以得到有效的縮短，避免 出現(xiàn)由于過渡期太長(zhǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)間隔滴下的問題，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)貯液容器內(nèi)液體定時(shí)（按 照時(shí)間間隔）定量滴下進(jìn)行控制。
[0058] 基于上述，本實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)與實(shí)施例一相同的技術(shù)效果，此處不再贅述。
[0059]當(dāng)然，基于系統(tǒng)的功能和各組成器件的特性，本實(shí)施例中的方法還可以包括通過 PID控制單元的參數(shù)設(shè)定模塊設(shè)定液體滴下速率的預(yù)設(shè)值、通過調(diào)壓閥調(diào)整氣壓、在液體滴 下期間通過PID控制單元調(diào)整液體滴下速率到設(shè)定值等，在此不再贅述。
[0060]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種液體定量滴下控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：貯液容器、比例積分微分PID控制 單元、與所述貯液容器分別連通的出液管道和入氣管道； 所述出液管道上安裝有流量計(jì)，所述流量計(jì)采集所述出液管道中液體的流量信息并傳 送給所述PID控制單元； 所述PID控制單元用于根據(jù)所述流量信息發(fā)出控制信號(hào)； 所述入氣管道上安裝有電氣比例閥，所述電氣比例閥根據(jù)所述控制信號(hào)來(lái)調(diào)整檔位； 并且在液體開始滴下之前，所述電氣比例閥保持常開狀態(tài)，使得液體開始滴下時(shí)所述貯液 容器內(nèi)液體的滴下速率接近預(yù)設(shè)值。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流量計(jì)為超聲波流量計(jì)，實(shí)時(shí)采集所述 出液管道中液體的流量信息作為所述貯液容器內(nèi)液體的滴下速率，得到測(cè)定值，并將所述 測(cè)定值發(fā)送給所述PID控制單元。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PID控制單元包括參數(shù)設(shè)定模塊，用于 執(zhí)行比例、積分、微分的可編程邏輯控制器PLC和輸入輸出模塊，所述參數(shù)設(shè)定模塊用于設(shè) 定液體滴下速率的預(yù)設(shè)值，所述PLC根據(jù)所述預(yù)設(shè)值與所述測(cè)定值相比較得到操作值，并 將所述操作值以控制信號(hào)的形式通過所述輸入輸出模塊發(fā)送給所述電氣比例閥。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述出液管道上還安裝有開關(guān)，所述開關(guān)接 收所述PID控制單元的開啟信號(hào)以及停止信號(hào)來(lái)控制液體滴下的通斷，其中所述PID控制 單元發(fā)送開啟信號(hào)到發(fā)送停止信號(hào)之間的時(shí)期為滴下期，所述PID控制單元發(fā)送停止信號(hào) 到發(fā)送開啟信號(hào)之間的時(shí)期為間隔期。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣比例閥在滴下期將所述電氣比例 閥的開合狀態(tài)反饋給所述控制單元并存儲(chǔ)；在暫停液體滴下的間隔期，所述PID控制單元 根據(jù)所述電氣比例閥在前一個(gè)滴下期的開合狀態(tài)向所述電氣比例閥發(fā)送控制信號(hào)。
6. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣比例閥為反向型電氣比例閥，滴下 期所述反向型電氣比例閥處于常開狀態(tài)，間隔期所述反向型電氣比例閥按照所述控制信號(hào) 中的操作值調(diào)整檔位，從而調(diào)整液體的滴下速率。
7. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括氣體容器，所述氣體容器與所述入氣 管道連通，所述氣體容器和所述電氣比例閥之間的入氣管道上還安裝有調(diào)壓閥，用于調(diào)整 從進(jìn)入到所述貯液容器的氣體壓力。
8. 如權(quán)利要求1或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體容器中的氣體為惰性氣體。
9. 一種液體定量滴下控制方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的液體 定量滴下控制系統(tǒng)，在液體開始滴下之前，電氣比例閥保持常開狀態(tài)，使得液體開始滴下時(shí) 貯液容器內(nèi)液體的滴下速率接近預(yù)設(shè)值。
10·如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括：所述電氣比例閥在滴下期將所述 電氣比例閥的開合狀態(tài)反饋給PID控制單元并存儲(chǔ)；在暫停液體滴下的間隔期，所述PID控 制單元根據(jù)所述電氣比例閥在前一個(gè)滴下期的開合狀態(tài)向所述電氣比例閥發(fā)送控制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G05D7/06GK104216426SQ201410484264
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】張潤(rùn)剛, 吳菲菲 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 成都京東方光電科技有限公司