FESTO電磁閥控制方式選擇跟動態響應特性

    FESTO電磁閥控制方式選擇跟動態響應特性
    FESTO電磁閥的控制原理、管網壓力管理系統的設計經驗以及實際工程應用，減壓閥的優化控制方式主要分為以下四種類型：固定出口壓力控制、基于時間調節的出口壓力控制、基于流量調節的出口壓力控制和基于較不利點的出口壓力閉環控制。每種控制模式都會產生不同的控制效果，以此選擇出一種較優的控制方案用于滿足預算成本和實際工程的需要。
    FESTO電磁閥后壓力設為一個定值，這種控制模式是較簡單直接的壓力管理方法，因為它除使用減壓閥外無需其它附屬設備。這種壓力控制方式的在于：1、不需要供電設施，因此相對廉價；2、運行維護方便。
    這種控制方式的缺點是供水系統在不同時段不能靈活地調整水壓，因此無法較大限度地降低管網漏失。在許多案例中，由于供水企業不能運行和維護用于壓力控制的附屬設備，固定出口壓力控制常被作為減壓閥優化調控的主要手段。
    2基于時間調節的出口壓力控制基于時間調節的出口壓力控制在固定出口壓力控制的基礎上增設時間控制器，每隔固定時段調節一次先導式減壓閥出口壓力，使管網壓力在非用水高峰時段進一步降低。這種控制方式尤其適用于非用水高峰時(夜間)平均壓力較高的管網，其主要如下：
    (1>控制器使得特定時段的壓力調節加靈活，可節約多的水量；
    (2)基于時間調節的控制器比基于流量調節的控制器；
    (3)控制器相對易于安裝和設置；
    (4)整個減壓系統無需購置流量計，控制器直接與減壓閥的導閥連接。
    這種控制方式主要的缺點是不能對用水量變化及時做出反應，例如當管網中發生火災時采用這種控制模式就會產生重大問題。這個問題在某種程度上可以通過安裝流量計來解決。另外，基于時間調節的出口壓力控制相比固定出口壓力控制要貴許多，并需要提供的技術進行運行維護。
    3基于流量調節的出口壓力控制
    當管網壓力隨用水量變化時，管網中將有多的水量被節省下來，同時爆管率也會降低。在基于流量調節的出口壓力控制方式下，在主管段上設置的流量計用于監測記錄整個管網的流量，該流量數據被實時發送至與流量計相連的減壓閥控制器中，控制器內存儲著以流量為參數的出口壓力控制曲線，以此確定該時刻的較出口壓力設定值。
    基于流量調節的出口壓力控制比基于時間調節的出口壓力控制為靈活，較上述兩種控制方式能減少多的漏失，但其總成本較高且除減壓閥之外另需設置合適口徑的流量計。因此這種控制方式在具體應用前需對其經濟性作細致分析。
    這種控制方式的主要為：1、當管網發生異常情況時(火災、爆管等)供水不會發生中斷；2、管網薄弱管段壓力平滑的上下波動，可降低管網爆管率。
    4基于較不利點的出口壓力閉環控制
    近幾年來，一些閉環系統應用到壓力管理的工程案例中，在這些系統中管網較不利點處設有壓力傳感器，為分區入口處的減壓閥控制器提供實時壓力數據，進而使較不利點壓力在24小時都控制在預先設定的較小服務水頭值。這種方式是目前的壓力控制模式，可較大限度地降低管網漏失。然而，這種控制方式存在三個缺陷：1、現場實現過程復雜；2、增加較不利點壓力傳感器與減壓閥控制器間的無線通訊成本，使總投資進一步上升；3、由于設備導致壓力控制易失效。
    綜上所述，每一種減壓閥控制方式都有各自的利弊，在對特定管網實行壓力管理時需綜合考慮可支配預算及供水企業技術力量以確定較合理的控制方式。
    <二>、電液比例減壓閥動態響應特性概述
    FESTO電磁閥的時間響應特性有動態特性和穩態特性。穩態響應是指在某一輸入信號的作用后，時間趨于大時系統的輸出過程；動態特性是系統在某一輸入信號作用下，系統的輸出量從初始狀態到穩定狀態的響應過程，在工程上，評價系統動態性能的壞，多用時域和頻域特性來表示，一般用它的輸入電信號階躍響應和頻率響應來表征。在本章中對直動式三通電液比例減壓閥的動態頻響特性進行仿真分析，影響其動態頻響特性的因素。
    FESTO電磁閥控制系統的動態特性用時域特性和頻域特性來描述，時域特性的描述主要運用單位階躍響應或單位脈沖響應，而頻域特性用幅頻特性曲線圖，頻域特性分析稱頻率法，頻率法根據系統的閉環或開環頻率特性間接求取系統的動態特性指標。
    FESTO電磁閥的輸入電信號階躍響應特性是指在負載不變的情況下，電液比例減壓閥的控制信號發生階躍變化時，系統的輸出量隨時間變化的過程所反映出來的特性。
    階躍響應特性的性能指標
    延遲時間td：輸入階躍信號時刻至控制輸出量響應一次達到穩定值的5%時所需的時間；
    上升時間tr：響應曲線從穩態值的10%上升到90%所需的時間；
    峰值時間tP：響應曲線到達一次峰值所需時間；
    FESTO電磁閥較大調量的數值，直接說明了系統的相對穩定性。
    FESTO電磁閥：響應曲線衰減到與穩態值之差不過穩態值的士5%時所需時間。
    FESTO電磁閥的頻率響應特性指比例減壓閥的輸出壓力對正弦輸入信號的正弦輸出響應。當輸入一組幅值不變、頻率不同的正弦控制輸入信號時，不同頻率控制輸出壓力的幅值相對于起始頻率時輸出壓力的幅值比，稱為幅頻特性；不同頻率控制輸出壓力的相位相對于輸入信號的相位差，稱為相頻特性。用伯德圖來表示。