Высокоточный пропорциональный регулятор давления KAOLU с ПИД-регулятором

БОЛЕЕ ДЕТАЛЬНО

1. Внедрение пропорционального регулятора давления KAOLU .


В биомедицинской и полупроводниковой промышленности часто предъявляются высокие требования к микроположительному давлению, требуя, чтобы контроль давления достигал сверхвысокой точности 0,1% при микроположительном давлении, немного превышающем стандартное атмосферное давление. В настоящее время в технологии сверхвысокоточного управления микроположительным давлением существуют две проблемы:
  1. Во многих регуляторах микроположительного давления напрямую используются электрические пропорциональные клапаны, но их возможности ограничены встроенным датчиком давления и точностью контроллера. Электрические пропорциональные клапаны вообще не могут удовлетворить требования сверхвысокой точности регулирования давления.
  2. В области измерений и калибровочных испытаний для повышения точности контроля давления часто используется сверхточная разделенная структура, то есть независимый датчик давления, сборщик данных, контроллер данных и процессор микрокомпьютера. образуют замкнутый контур управления. Хотя этот метод позволяет достичь очень высокой точности (например, 0,01%), общая стоимость высока и он не подходит для промышленности и приборостроения.

По этой причине в данной статье представленыРегулятор пропорционального давления KAOLU. Подключив сверхточный датчик давления и ПИД-регулятор, используя при этом преимуществаПропорциональный регулятор давления KAOLUТочность регулирования давления значительно повышается, а общие затраты сохраняются на низком уровне.

2. Как решить проблему?


Как показано на рисунке 1, конкретное решение основано наПропорциональный регулятор давления KAOLU. Контур ПИД-регулирования с обратной связью формируется путем подключения высокоточного датчика давления и внешнего ПИД-регулятора для достижения микроположительного регулирования давления со сверхвысокой точностью 0,1%.

Особенностью этого решения является то, чтоПропорциональный регулятор давления KAOLUиспользуется в качестве исполнительного механизма, а для сверхточного управления требуется внешний датчик давления повышенной точности и ПИД-регулятор.

В соответствии с нашими предыдущими оценочными испытаниями и анализом данных процесса регулирования мы пришли к выводу, что для достижения точности регулирования 0,1% для промышленных интегрированных приборов с ПИД-регулятором необходимо соблюдение следующих технических показателей:
  1. Внешний датчик должен иметь сверхвысокую точность более 0,1%.
  2. Внешний привод (пропорциональный регулятор давления) также должен иметь высокую точность, но он не обязательно требует сверхвысокой точности 0,1%. Общая точность может достигать 1%, что в основном связано с показателем скорости используемого пропорционального регулятора давления.
  3. Количество бит АЦП ПИД-регулятора должно быть не менее 16 бит, предпочтительно 24 бита.
  4. Работа ПИД-регулятора с плавающей запятой должна гарантировать, что выходной процент имеет возможность регулировки в пределах 0,01% ~ 0,05%.
  5. Количество битов ЦАП ПИД-регулятора должно достигать как минимум 14 бит, а лучше всего — 16 бит.

Из приведенных выше требований к техническим показателям и результатам испытаний видно, что для достижения сверхвысокой точности регулирования давления необходимо, чтобы внешний датчик давления, пропорциональный регулятор давления и ПИД-регулятор АЦП соответствовали требованиям точности. Выходной сигнал управления ЦАП ПИД-регулятора и операций с плавающей запятой также должен иметь достаточную точность, а минимальный процент выходного сигнала ПИД-регулятора должен составлять 0,01%.

На основании приведенного выше анализа аппаратная конфигурация решения в основном включает в себя следующие части:
  1. Датчик давления: точность 0,05%, диапазон абсолютного давления 0,1–1 МПа, соответствующее выходное напряжение 0–10 В.
  2. Пропорциональный регулятор давления KAOLU: Максимальное входное давление газа составляет 300 кПа, диапазон регулирования установленного давления составляет 0–100 кПа, а внешняя аналоговая величина предназначена для оценки эффективности вышеуказанного решения.
    В соответствии с приведенной выше конфигурацией создается оценочное испытательное устройство, как показано на рисунке 2. Входной сигнал составляет 0 ~ 10DVC, линейность менее ± 0,3% полной шкалы, повторяемость менее ± 0,2% полной шкалы, а гистерезис составляет менее 0,3% полной шкалы.
  3. ПИД-регулятор: АЦП — 24 бита, ЦАП — 16 бит, диапазон АЦП — 0–10 В, диапазон ЦАП — 0–10 В, минимальный выходной процент аналогового управления — 0,01%.

3. ИзучитеПропорциональный регулятор давления KAOLU


Чтобы оценить эффективность вышеуказанных решений, было построено оценочное испытательное устройство в соответствии с вышеуказанной конфигурацией, как показано на рисунке 2.


Для эффективного сбора, мониторинга и хранения данных оценочного теста в устройство оценочного тестирования, показанное на рисунке 2, добавляется следующее содержимое:
  1. Многоканальный сборщик данных
  2. Фитинги для труб высокого давления: используются в качестве сосудов под давлением и соединяются с датчиками давления и пропорциональным регулятором давления.
  3. Компьютер: используется для связи с ПИД-регулятором и сборщиком данных. Он также может устанавливать и запускать соответствующие программы для управления, сбора данных, отображения кривых и хранения данных ПИД-регулятора и сборщика данных.

4. Вывод


Благодаря приведенному выше решению и результатам оценочных испытаний доказано, что это решение полностью способно обеспечить сверхвысокую точность регулирования давления 0,1% для микроположительного давления. Конкретные выводы заключаются в следующем:
  1. Внешний сверхточный датчик давления и ПИД-регулятор могут эффективно повысить точность регулирования давления пропорционального регулятора давления KAOLU и обеспечить сверхточное регулирование давления на 0,1%.
  2. В сверхточном процессе управления давлением 0,1% точность измерения, точность управления и работа ПИД-регулятора с плавающей запятой являются ключевыми техническими показателями, которые определяют общую точность управления. Решение, описанное в этой статье, использует 24-битный АЦП, 16-битный ЦАП и высокоточные операции с плавающей запятой с выходным процентом 0,01%, что доказывает, что оно может полностью удовлетворить потребности сверхвысокоточного управления.
  3. Благодаря решению и тестовой проверке, приведенным в этой статье, доказано, чтоРегулятор пропорционального давления KAOLUможно достичь сверхвысокоточного управления с меньшими затратами.
  4. Решение, представленное в этой статье, отличается большой гибкостью, наличием датчиков давления иРегулятор пропорционального давления KAOLUможно выбрать различные диапазоны. Сверхточное управление в различных диапазонах давления может быть достигнуто с помощью универсального сверхточного ПИД-регулятора.

Если вы заинтересованы в нашем регуляторе пропорционального давления, посетите нашВеб-сайт!
Предыдущий Обратно к списку следующий