專利名稱：質(zhì)量流速控制系統(tǒng)的制作方法
質(zhì)量流速控制系統(tǒng)本申請是申請?zhí)枮?00680038787.4 (PCT/EP2006/010203),申請日為 2006 年 10月23日，名稱為“質(zhì)量流速控制系統(tǒng)”，申請人為“隆薩股份公司”的中國發(fā)明專利申請的分
案申請。本發(fā)明涉及一種靜態(tài)混合器給藥系統(tǒng)，尤其涉及微型反應(yīng)器及其控制方法。諸如微型反應(yīng)器的靜態(tài)混合器的作用是使容納于其中的流體或反應(yīng)物混合和/或反應(yīng)。靜態(tài)混合器包括至少一個(gè)，通常為兩個(gè)進(jìn)口以便將一種或多種流體通過泵，具體是活塞泵饋送到混合器。然而，由于這種泵具有循環(huán)周期性特性，因此會(huì)在混合器內(nèi)產(chǎn)生壓力波動(dòng)。由于具體在微型反應(yīng)器中，小尺寸的靜態(tài)反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)化內(nèi)腔和表面、具有或沒有溫度控制、需要更高的壓力，因此在這類常規(guī)系統(tǒng)中會(huì)發(fā)生巨大的壓力脈沖。圖3A描繪了由常規(guī)活塞泵傳遞到微型反應(yīng)器的進(jìn)料壓力。尤其當(dāng)反應(yīng)是微型混合控制的或是壓力依賴時(shí)，這類發(fā)生于包括輸送泵的常規(guī)系統(tǒng)中的壓力波動(dòng)，具體是壓力脈沖，可以反過來影響反應(yīng)器內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)(選擇性、反應(yīng)機(jī)制、副產(chǎn)品的形成等)。·為了施加所需量的流體，必須測量和高精度地控制每種流體的質(zhì)量流速。一種測量質(zhì)量流速的已知方法被所謂的科里奧利(coriolis)質(zhì)量流控制器(CMFC) XMFC包括以一定振幅振動(dòng)的長金屬管。然而，這些振動(dòng)會(huì)降低該設(shè)備的穩(wěn)定性和該微型反應(yīng)器內(nèi)部的特性。而且，就已知的CMFC而言，精確測量得到的最小質(zhì)量流應(yīng)當(dāng)至少有10克/分鐘。此外，為了在低流速下獲得良好的精確性，需要直徑非常小(小于Imm)的管，但這會(huì)引起被稱為閉塞、堵塞等的額外問題。而且，CMFC需要相對長的在金屬結(jié)構(gòu)中的停留時(shí)間，因此會(huì)帶來一些問題和不良副作用，像化學(xué)反應(yīng)、腐蝕、擔(dān)心需要(apprehensiveeffort)進(jìn)行預(yù)熱或預(yù)冷。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于靜態(tài)混合器的給藥系統(tǒng)，其可以控制質(zhì)量流，從而避免或至少緩解上述缺點(diǎn)之一。所述目的由權(quán)利要求I所述的給藥系統(tǒng)所解決。一種將流體A饋送到靜態(tài)混合器I的給藥系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括含有所述流體A和處于預(yù)定壓力的罐2，和提供所述預(yù)定壓力的加壓元件B ;連接所述靜態(tài)混合器I和罐2的流體通道3 ;檢測罐2中所含流體A的重量PV_M的臺(tái)秤5、設(shè)置在所述流體通道3內(nèi)以控制所述流體A從所述罐2到所述靜態(tài)混合器I的流動(dòng)的控制閥4 ;接收所述流體A的靶流速SP_Q和所述流體A的實(shí)際流速PV_Q ;和將控制信號MV_L輸出到所述控制閥4指示閥位置來調(diào)節(jié)流速的控制器6 ;以及在不同時(shí)間點(diǎn)tO和tl，基于所述臺(tái)秤5測得的PV_M，將所述實(shí)際流速PV_Q輸出到所述控制器6的流估計(jì)器。所述流體可以是液體或氣體，例如液態(tài)或氣態(tài)反應(yīng)物或其中有或沒有溶解反應(yīng)物的溶劑。為了控制所述流體流進(jìn)所述混合器的質(zhì)量流，必須測定質(zhì)量或體積流。因此，本發(fā)明給藥系統(tǒng)中采用了臺(tái)秤和流估計(jì)器。由于罐中所含流體的重量以及罐、流體和加壓元件的總重量只隨所述流體流出罐的流量而改變，因此可以根據(jù)在不同時(shí)間點(diǎn)由所述臺(tái)秤測得的罐中所含流體的重量來確定流體的流速。即，如果罐中所述流體或整個(gè)系統(tǒng)的重量在某一時(shí)間段內(nèi)減少了一定量，則可以通過將所述量除以所述時(shí)間段來得到流速。優(yōu)選地所選擇的通過臺(tái)秤測量和經(jīng)流估計(jì)器處理重量的所述時(shí)間段足夠小以便獲得足夠精確的流速，卻又足夠大以避免樣本噪聲。采用這種質(zhì)量流控制時(shí)，與已知的CMFC方法不同，所述反應(yīng)媒介管可以由適于反應(yīng)的任何材料，如鋼、玻璃、電子郵件(email)、聚合物制成。而且，完整的控制器可以構(gòu)建有簡單和價(jià)廉的對環(huán)境影響不如常規(guī)CMFC或其它已知質(zhì)量流控制器敏感的元件。在一個(gè)實(shí)施方式中，加壓元件包括將流體饋送出罐進(jìn)入混合器的泵。所述泵可以由任何已知方式構(gòu)成，如作為活塞泵或注射泵。該泵和罐應(yīng)與臺(tái)秤協(xié)調(diào)，后者反過來測定罐中所含流體和加壓元件的總重量。有利地，在開始饋送流體前所述臺(tái)秤可重置到一個(gè)初始點(diǎn)(零點(diǎn))來消除像罐、泵等設(shè)備的恒重。然而，即使有包括泵的加壓元件，仍然會(huì)發(fā)生如緒論中所述的振動(dòng)和壓力脈沖。因此，在優(yōu)選實(shí)施方式中，加壓元件可以包含一種處于預(yù)定壓力下的惰性流體，該壓力足以將要饋送進(jìn)混合器的流體壓出罐外和壓進(jìn)所述混合器。因此，在該實(shí)施方式中可以有利地避免由泵所產(chǎn)生的振動(dòng)和壓力脈沖。這類非振動(dòng)和固定的給藥系統(tǒng)允許以簡單的管道連接進(jìn) 行進(jìn)一步加工(預(yù)冷、預(yù)熱、預(yù)混合兩條或多條線路等)。如果所述惰性流體流進(jìn)所述含有要饋送進(jìn)混合器中的流體的罐中，則所述罐的總重量會(huì)相應(yīng)地改變。然而，所述改變無法反映要饋送進(jìn)混合器中的流體的質(zhì)量流，因此會(huì)造成質(zhì)量流檢測的錯(cuò)誤。此外，惰性流體優(yōu)選是一種惰性氣體。由于這類惰性氣體具有低密度，其流入不會(huì)顯著影響質(zhì)量流測定。而且，這類錯(cuò)誤可以在流估計(jì)器自身內(nèi)部校正。優(yōu)選地所述罐足夠大以致流體漏進(jìn)混合器不會(huì)顯著影響所述罐的內(nèi)壓。在優(yōu)選實(shí)施方式中，流體通道連接所述混合器和罐，其中所述流體通道內(nèi)設(shè)置有控制閥以便控制所述流體從所述罐向所述混合器的流動(dòng)。一控制器接收由操作人員選定的所述流體的靶流速，以及所述流體的實(shí)際流速。然后所述控制器將控制信號輸出到所述控制閥，從而指示閥位置來相應(yīng)地調(diào)節(jié)流速。因此，在優(yōu)選實(shí)施方式中，基于罐內(nèi)部過壓而將所述流體提供給混合器。因此，不需要在常規(guī)給藥系統(tǒng)中意味著進(jìn)料流內(nèi)的壓力波動(dòng)的泵，具體是不需要活塞泵。因此，根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的給藥系統(tǒng)可以提供具有較少或沒有流體進(jìn)料流內(nèi)的壓力波動(dòng)的流體。圖3B描繪了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的給藥系統(tǒng)遞送給微型反應(yīng)器的進(jìn)料壓力。通過與圖3A比較可以看出，其壓力特性顯著平緩了。通過基于靶進(jìn)料流速和檢測到的實(shí)際進(jìn)料流速間的差異對控制閥進(jìn)行反饋控制，可以高度精確地實(shí)現(xiàn)所需的靶進(jìn)料流速，而不需要知道泵的參數(shù)如沖程等。而且，缺少泵不僅可以有利地減少費(fèi)用，還可以避免所述泵引入雜質(zhì)或所述泵發(fā)生泄漏。這在處理有害流體時(shí)最為有利，可以提供好得多的密封系統(tǒng)。優(yōu)選地所述靜態(tài)混合器是微型反應(yīng)器，即，具有結(jié)構(gòu)化空腔和可任選地被適合所需化學(xué)反應(yīng)的催化劑包被的內(nèi)表面的具有或不具有溫控的小尺寸靜態(tài)混合器。在所述優(yōu)選實(shí)施方式中，罐內(nèi)所含流體的過壓由惰性流體所施加。此外，所述罐另外還含有處于預(yù)定壓力下的所述惰性流體來加壓流體。這樣允許簡單加壓所述流體和通過額外提供惰性流體來重建預(yù)定過壓。所述惰性流體優(yōu)選是惰性氣體，其優(yōu)選是不溶或微溶于所述流體。因此，一方面，所述惰性氣體不會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)，而另一方面，這類惰性氣體相比惰性液體更易于處理，具體是可以更高程度地壓縮。此外，通過采用這類低溶或不溶惰性氣體可以有利地防止控制由于閥后壓力下降所造成的氣泡形成。通過供給氣體而造成的過壓會(huì)在臺(tái)秤上增加額外的質(zhì)量，即使氣藏未置于臺(tái)秤上也如此。然而，由于加壓氣體和饋送進(jìn)混合器的流體間的具體密度的巨大差異，可以很容易地通過計(jì)算來補(bǔ)償所述額外的重量。管道和連接系統(tǒng)的額外重量不會(huì)影響給藥系統(tǒng)的精確性。為了進(jìn)一步避免或校正由樣品率、數(shù)學(xué)運(yùn)算等引起的噪聲，對所述重量進(jìn)行模擬或數(shù)字的時(shí)間微分來得到實(shí)際流速，而在輸出前過濾掉時(shí)間微分所述重量得到的所述重量和/或值。主要地，可以用任何所需精度對質(zhì)量流進(jìn)行測定和控制。所述精度僅受臺(tái)秤的精度和慣性(即，時(shí)間延遲反應(yīng))的限制。對實(shí)際流速的測定不僅可低成本地執(zhí)行、僅需要臺(tái)秤和計(jì)算單元來處理重量，而且能避免對流速測量設(shè)備造成影響，從而有利地改進(jìn)了給藥系統(tǒng)的密封特性。而且，流估計(jì)器還可設(shè)置于所述給藥系統(tǒng)的控制器中。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，在自動(dòng)化控制模式中，輸出到控制閥的控制信號包括與所述流體的靶流速和實(shí)際流速間差異相對應(yīng)的控制器輸出。可以優(yōu)選通過本領(lǐng)域已知·的比例、積分或微分控制或通過其任何組合來計(jì)算該控制器輸出。還可以采用其它控制方法如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。為了增加控制器的響應(yīng)，可以將與操作人員輸入到控制器的前饋閥位置輸入相對應(yīng)的前饋控制器輸出加到控制器輸出上，以形成對所述控制閥的控制信號輸出。由于常規(guī)PID控制器僅對靶和實(shí)際值間的控制誤差起作用，因此這類控制器表現(xiàn)出某種延遲，其中必須建立足夠大的所述控制誤差才能獲得足夠的控制量。相反，加上預(yù)定前饋控制輸出有利地獲得重要的自始控制信號。第一和/或第二斜坡單元可根據(jù)時(shí)間段和靶進(jìn)料流速/前饋閥位置分別測定靶進(jìn)料流速軌道和前饋控制器輸出。由于突然輸入恒定靶值(與步進(jìn)式靶軌道相對應(yīng))能導(dǎo)致控制器輸出的突變，和由此造成給藥系統(tǒng)內(nèi)的壓力脈沖，因此優(yōu)選平穩(wěn)地將靶值增加到預(yù)定量，從而給予給藥系統(tǒng)時(shí)間以便它能遵循這種更平穩(wěn)的改變。根據(jù)本發(fā)明的給藥系統(tǒng)還可以進(jìn)一步可選地以手動(dòng)控制模式進(jìn)行操作。在這種手動(dòng)控制模式中，先由操作人員輸入手動(dòng)閥位置，然后輸出所述控制信號到所述控制閥，而不是控制器輸出?？梢酝ㄟ^操作人員將控制模式從自動(dòng)轉(zhuǎn)換到手動(dòng)，或反之亦然。在后一情況中，優(yōu)選地可以選擇手動(dòng)閥位置作為所述前饋閥位置。然后可以首先通過前饋控制器輸出來維持在前預(yù)選的手動(dòng)閥位置，接著通過控制器輸出將實(shí)際和靶進(jìn)料流速的差異減到最小，來實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)模式的平滑轉(zhuǎn)換。本發(fā)明可以從其附加權(quán)利要求和優(yōu)選實(shí)施方式的描述中獲得其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。此外圖I示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的給藥系統(tǒng)；圖2示出圖I中的控制器的結(jié)構(gòu)；和圖3A、3B描繪了分別由具有泵的給藥系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的具有惰性氣體的給藥系統(tǒng)所獲得的進(jìn)料壓。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的給藥系統(tǒng)可提供具有所需流速SP_Q的流體A的混合器I，其不會(huì)造成高壓波動(dòng)。此外，該系統(tǒng)包括含有具有預(yù)定壓力的所述流體A和惰性流體B的罐2。所述壓力足以將流體A壓出罐2，進(jìn)入混合器I。所述惰性流體B優(yōu)選是一種惰性氣體B，其更優(yōu)選微溶于流體。例如可以優(yōu)選采用氬(Ar)、氦(He)或氮(N2)作為惰性氣體。混合器I和罐2彼此間通過其中設(shè)置有控制閥4的流體通道3相連。所述控制閥4允許調(diào)節(jié)遞送到混合器I的流體A的實(shí)際進(jìn)料速率PV_Q。此外，控制閥4從控制器6接收控制信號，以便于調(diào)節(jié)進(jìn)料流速。所述控制信號可以，例如，指示控制閥4的閥位置MV_L，其中更開放的閥位置獲得更高的進(jìn)料流速。優(yōu)選地所述控制閥是氣控閥?？梢酝ㄟ^流估計(jì)器來估計(jì)流速。此外，可以通過臺(tái)秤5測量罐2所含流體A的重量PV_M。臺(tái)秤5例如可以檢測罐2、其包含的流體A和惰性氣體B的總重量或者不必須 地一可以扣除罐和惰性氣體的重量。對所述重量PV_M進(jìn)行微分可以得到質(zhì)量對于時(shí)間的變化，它對應(yīng)于流體A從罐2中逸出的質(zhì)量流速。換句話說，將實(shí)際重量PV_M(tl)減去之前的重量PV_M(tO)并除以經(jīng)過的時(shí)間段(tl-tO)得到進(jìn)料流速PV_Q(t) = [(PV_M(tl)-PV_M(tO))/(tl - tO)]。在可選實(shí)施方式中，所述質(zhì)量流速可以除以流體A的密度，從而可以代替測定體積進(jìn)料流速。為了消除檢測噪聲以及數(shù)學(xué)運(yùn)算造成的噪聲，可以在用計(jì)算單元5b計(jì)算進(jìn)料流速PV_Q之前和之后分別用過濾器5a和/或過濾器5c過濾掉指示重量PV_M的信號。二階過濾器，即巴特沃思過濾器或已知的任何其它過濾器均可用作過濾器5a和/或5c。優(yōu)選采用兩個(gè)獨(dú)立的信號過濾器，也就是臺(tái)秤的重量信號和導(dǎo)數(shù)計(jì)算。在如圖2所示的自動(dòng)控制模式中，用控制器6對進(jìn)料流速？￥_0進(jìn)行反饋控制。此夕卜，將所檢測到的實(shí)際進(jìn)料流速PV_Q以及預(yù)定或靶進(jìn)料流速SP_Q輸入進(jìn)所述控制器6。在優(yōu)選實(shí)施方式中，控制器6包括第一斜坡單元6a，它計(jì)算靶進(jìn)料流速軌道SP_Q (t)以使之在預(yù)定或自由選擇的時(shí)間段T_斜坡內(nèi)平滑地達(dá)到靶進(jìn)料流速SP_Q。這種軌道可以例如滿足以下等式
Ot<0
V/) O
、SP Q <Γ_斜坡從所述靶進(jìn)料流速軌道SP_Q(t)或靶進(jìn)料流速SP_Q中減去所檢測到的實(shí)際進(jìn)料流速PV_Q，得到控制誤差e (t) =SP_Q (t) - PV_Q (t)。然后將該控制誤差輸入進(jìn)控制單元6b獲得相應(yīng)的控制器輸出u_L。所述控制單元可以采用任何已知控制算法，像比例(P)、積分
(I)或微分(D)控制器或其任何組合。在優(yōu)選實(shí)施方式中，控制單元6b采用一 PID控制器，因此，PID控制器能獲得控制輸出u_L (t) =P e(t)+D d (e (t)) /dt+I f (e(t))dt其中P、D和I分別代表預(yù)定或可自由選擇的控制器參數(shù)。然后，所述控制器輸出u_L可以作為指示閥位置MV_L的控制信號輸出到控制閥4。在優(yōu)選實(shí)施方式中，將額外的前饋控制器輸出FF_UP到控制器輸出u_L上。此外，操作人員輸入一前饋閥位置MAN_FF_L。為了使整個(gè)控制循環(huán)平滑并限制閥位置的突變一其會(huì)導(dǎo)致壓力脈沖一控制器6優(yōu)選地可以包括與第一斜坡單元6a類似地計(jì)算所述前饋控制器輸出FF_L(t)在預(yù)定或自由選擇的時(shí)間段內(nèi)平滑地達(dá)到前饋閥位置MAN_FF_L的第二斜坡單元6c。然后加上控制器輸出u_L和前饋控制器輸出FF_L(t)，從而獲得控制信號MV_L=u_L+FF_L,它被輸出給控制閥4，并表示其中要實(shí)現(xiàn)的閥位置。這類額外的前饋項(xiàng)FF_L能獲得更快的響應(yīng)，從而能更快地達(dá)到靶流速SP_Q。在手動(dòng)控制模式下，還可以由操作人員直接輸入閥位置為手動(dòng)閥位置MAN_L(參見圖2)?？刂破?允許通過選擇控制信號u_L+FF_L或手動(dòng)閥位置MAN_L作為輸出信號MV_L來控制閥4的轉(zhuǎn)換器6d在控制模式間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。為了提供手動(dòng)到自動(dòng)控制模式的平滑轉(zhuǎn)換，可以在轉(zhuǎn)換后將前饋控制器輸出FF_L設(shè)置成手動(dòng)閥位置MAN_L(未顯示)。因此閥4將首先被維持在前手動(dòng)確定的閥位置MV_L=MAN_L=FF_L,然后基于控制誤差平滑地調(diào)整成選定的靶進(jìn)料流速SP_Q?？梢灶A(yù)定閥位置MV_L的上限和下限來避免過量的質(zhì)量流或回流?！た梢圆捎萌魏我阎绞剑鐢?shù)字或模擬控制器來實(shí)現(xiàn)上述控制，和可以由微型控制器、可自由編程的多用途或個(gè)人電腦等來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種將流體(A)饋送到靜態(tài)混合器(I)的給藥系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 含有處于預(yù)定壓力下的所述流體(A)和加壓元件(B)的罐(2); 連接所述靜態(tài)混合器(I)和罐(2)的流體通道(3)； 測定罐⑵所含流體㈧的重量(PV_W)的臺(tái)秤(5)， 設(shè)置在所述流體通道(3)內(nèi)以控制所述流體(A)從所述罐(2)流入所述靜態(tài)混合器(I)的控制閥⑷； 接收所述流體(A)的靶流速(SP_Q)和所述流體(A)的實(shí)際流速(PV_Q)并輸出控制信號(MV_L)到所述控制閥⑷指示閥位置來調(diào)節(jié)流速的控制器(6);以及 基于所述臺(tái)秤(5)在不同時(shí)間點(diǎn)(tO、tl)測得的(PV_M)，將所述實(shí)際流速(PV_Q)輸出到所述控制器(6)的流估計(jì)器。
2.如權(quán)利要求I所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述靜態(tài)混合器是微型反應(yīng)器。
3.如權(quán)利要求I或2所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，加壓所述流體(A)的所述加壓元件(B)包含惰性流體(B)。
4.如權(quán)利要求3所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述惰性流體(B)是優(yōu)選微溶于所述流體⑷的惰性氣體⑶。
5.如權(quán)利要求4所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述惰性氣體(B)是氦(He)、氬(Ar)或氮(N2)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥(4)是氣控閥。
7.如權(quán)利要求I或2所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，加壓所述流體(A)的所述加壓元件(B)包含泵。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述流估計(jì)器包括對所述重量(PV_M)進(jìn)行時(shí)間微分獲得所述實(shí)際流速(PV_Q)的計(jì)算單元(5b);以及 其中所述重量(PV_M)和/或由對所述重量進(jìn)行時(shí)間微分獲得的所述值由設(shè)置在所述計(jì)算單元(5b)之前和/或之后的過濾單元(5a、5c)過濾。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(6)包括一控制單元(6b);并且其中輸出到所述控制閥⑷的所述控制信號(MV_L)與控制器輸出(u_L)相關(guān)，所述控制器輸出(u_L)由控制單元(6b)對應(yīng)于自動(dòng)控制模式下所述流體(A)的靶流速(SP_Q)和所述流體㈧的所述實(shí)際流速(PV_Q)間的差來計(jì)算。
10.如權(quán)利要求9所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(6b)是PID控制器。
11.如權(quán)利要求9或10所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，將對應(yīng)于操作人員對控制器輸入的前饋閥位置(MAN_FF_L)的前饋控制器輸出(FF_L)加到控制器輸出(u_L)，經(jīng)所述控制單元(6b)計(jì)算，形成輸出到所述控制閥(4)的控制信號(MV_L)。
12.如權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(6)還包括根據(jù)靶進(jìn)料流速(SP_Q)和時(shí)間段(T_斜坡)測定靶進(jìn)料流速軌道(SP_Q(t))的第一斜坡單兀(6a) ο
13.如權(quán)利要求11或12所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(6)還包括根據(jù)所述前饋閥位置(MAN_FF_L)和時(shí)間段測定所述前饋控制器輸出(FF_L)的第二斜坡單元(6c)。
14.如權(quán)利要求9-13中任一項(xiàng)所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥(4)還包括將手動(dòng)控制模式下操作人員輸入的手動(dòng)閥位置((MAN_L))，代替由所述控制單元(6b)測得的控制器輸出，作為所述控制信號(MV_L)輸出到所述控制閥⑷的轉(zhuǎn)換器(6d)。
15.如權(quán)利要求11和14所述的給藥系統(tǒng)，其特征在于，在將轉(zhuǎn)換器(6d)從手動(dòng)轉(zhuǎn)換到自動(dòng)控制模式時(shí)，所述手動(dòng)閥位置(MAN_L)被選作所述前饋閥位置(MAN_FF_L)。
16.一種控制如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的給藥系統(tǒng)的方法，包括以下步驟 接收所述流體㈧的靶流速(SP_Q)和實(shí)際流速(PV_Q);以及 根據(jù)所述流體(A)的所述靶和所述實(shí)際流速(SP_Q、PV_Q)將控制信號(MV_L)輸出到所述控制閥(4)指示閥位置來調(diào)節(jié)流速。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述實(shí)際流速(PV_Q)由流估計(jì)器根據(jù)由所述臺(tái)秤在不同時(shí)間點(diǎn)(tO、tl)測定的罐(2)內(nèi)所含流體(A)的重量(PV_W)來測定。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述重量(PV_M)被時(shí)間微分以獲得所述實(shí)際流速(PV_Q);并且其中所述重量(PV_M)和/或?qū)λ鲋亓窟M(jìn)行時(shí)間微分所得到的值在輸出前被過濾。
19.如權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述控制信號(MV_L)與控制器輸出(u_L)相關(guān)，所述控制器輸出(u_L)對應(yīng)于自動(dòng)控制模式下所述流體(A)的所述靶流速(SP_Q)和所述流體㈧的所述實(shí)際流速(PV_Q)間的差(e(t))來計(jì)算。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述控制器輸出(u_L)被計(jì)算成包括對應(yīng)于所述差(e(t))的因子、對應(yīng)于所述距離(d(e(t))/dt)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)的控制器參數(shù)和對應(yīng)于所述距離對時(shí)間的積分(/ (e(t))dt)的因子。
21.如權(quán)利要求19或20所述的方法，其特征在于，對應(yīng)于操作人員輸入到控制器的前饋閥位置(MAN_FF_L)的前饋控制器輸出(FF_L)被加到控制器輸出(u_L)上，以形成輸出到所述控制閥⑷的控制信號(MV_L)。
22.如權(quán)利要求19-21中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述靶進(jìn)料流速軌道(SP_Q(t))基于靶進(jìn)料流速(SP_Q)和時(shí)間段(T_斜坡)來測定。
23.如權(quán)利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述前饋控制器輸出(FFL)基于所述前饋閥位置(MAN_FF_L)和時(shí)間段來測定。
24.如權(quán)利要求19-23中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，由操作人員輸入的手動(dòng)閥位置(MAN_L)可在手動(dòng)控制模式下作為所述控制信號(MV_L)而不是控制器輸出輸出到所述控制閥⑷。
25.如權(quán)利要求21和24所述的方法，其特征在于，在從手動(dòng)轉(zhuǎn)換到自動(dòng)控制模式時(shí)，所述手動(dòng)閥位置(MAN_L)被選作所述前饋閥位置(MAN_FF_L)。
全文摘要
本發(fā)明涉及質(zhì)量流速控制系統(tǒng)。一種將流體(A)饋送到靜態(tài)混合器(1)的給藥系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括含有處于預(yù)定壓力下的所述流體(A)的罐(2)，連接所述容器(1)和罐(2)的流體通道(3)、設(shè)置在所述流體通道(3)內(nèi)以控制所述流體(A)從所述罐流進(jìn)所述容器的控制閥(4)；以及接收所述流體(A)的靶流速(SP_Q)和所述流體(A)的實(shí)際流速(PV_Q)，和輸出控制信號(MV_L)到所述控制閥(4)指示閥位置來調(diào)節(jié)流速的控制器(6)。還提供了控制所述給藥系統(tǒng)的方法。
文檔編號G01F1/86GK102915046SQ20121037887
公開日2013年2月6日 申請日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者D·勒博格, M·阿姆海因, Y·格拉茨 申請人:隆薩股份公司