2022.03.23
Роторные испарители: встроенные контроллеры вакуума, температуры и вращения с устойчивыми к коррозии цифровыми регулирующими клапанами
доля
БОЛЕЕ ДЕТАЛЬНО
Роторные испарители: встроенные контроллеры вакуума, температуры и вращения с устойчивыми к коррозии цифровыми регулирующими клапанами
Аннотация: В настоящее время в различных лабораториях роторные испарители могут быть построены по-разному. Что касается вакуумного контроля испарителей, местные клиенты обычно требуют, чтобы они могли заменить более дорогие зарубежные системы вакуумного контроля, улучшить уровень программирования и автоматизации вакуумного контроля, повысить точность и стабильность вакуумного контроля и решить проблему коррозионной стойкости управления. клапаны. Проблема даже требует использования контроллера для одновременного программирования температуры, вакуума и вращения. В соответствии с требованиями к улучшению, выдвинутыми пользователями, в этой статье основное внимание уделяется соответствующим решениям и представлены сопутствующие продукты, такие как пропорциональный клапан с высоким расходом, специально используемый для измерения температуры испарителя, степени вакуума и управления роторным двигателем.
1. Требования пользователей
Роторный испаритель — обычное лабораторное оборудование. Благодаря электронному управлению испарителем растворитель в колбе быстро испаряется при соответствующей скорости вращения, температуре и степени вакуума. Диапазон рабочего вакуума обычного роторного испарителя составляет от 1 до 760 мм рт. ст. (абсолютный вакуум). В конкретных случаях уровень вакуума будет устанавливаться и контролироваться в соответствии с требованиями различных смесей. Роторный испаритель, как простое обычное лабораторное оборудование, может быть изготовлен самостоятельно в лаборатории, а также существуют различные спецификации для заказа на рынке. К ротационным испарителям, используемым в настоящее время в некоторых пользовательских лабораториях, пользователи выдвигают четкие требования в следующих аспектах:
(1) Некоторые лаборатории оснащены импортными ротационными испарителями, но их также необходимо оборудовать отдельно более дорогими вакуумными контроллерами в надежде заменить их местной продукцией.
(2) Предполагается, что местные и самодельные роторные испарители будут оснащены многофункциональными и высокоточными вакуумными контроллерами для обеспечения программирования и автоматизации компьютерного управления процессом испытаний. Есть надежда, что несколько наборов кривых настроек процесса управления можно сохранить для прямого вызова. Компьютер устанавливает программу испытаний и отображает изменения всего процесса управления.
(3) В настоящее время процесс контроля вакуума в международных и местных роторных испарителях обычно использует метод включения-выключения клапана или метод запуска-остановки вакуумного насоса. Точность и стабильность управления слабые. Предполагается использовать высокоскоростной цифровой пропорциональный клапан с плавной регулировкой открытия. (4) В последние годы пропорциональные клапаны с высоким расходом в устройствах регулирования вакуума международных и местных роторных испарителей, как правило, не обладают коррозионной стойкостью, и предполагается использовать клапаны регулирования вакуума, устойчивые к агрессивным газам и жидкостям.
(5) Предполагается, что для некоторых ротационных испарителей собственной конструкции контроль температуры, контроль вакуума и контроль вращения могут быть интегрированы, чтобы уменьшить сложность прибора и его эксплуатации, а также повысить уровень интеграции и автоматизации.
В этой статье рассматриваются соответствующие решения для вышеуказанных требований, а также представлен интегрированный контроллер температуры, вакуума и вращения, специально используемый для испарителей, а также устойчивый к коррозии игольчатый клапан с приводом от шагового двигателя, который может удовлетворить потребности различных пользователей испытаний роторных испарителей. требования.
2. Локальный 24-битный высокоточный многофункциональный контроллер.
Чтобы обеспечить тестовое и программное управление температурой, степенью вакуума и вращением роторного испарителя, KAOLU разработала 24-битный высокоточный программируемый ПИД-регулятор общего назначения серии VPC, как показано на рисунке 1. Эта серия ПИД-регуляторов очень проста в использовании. необычный и экономически эффективный.
Основные показатели производительности контроллеров серии VPC следующие:
(1) Точность: 24-битный АЦП, 16-битный ЦАП.
(2) Максимальная скорость выборки: 50 мс.
(3) Различные входные параметры: 47 входных сигналов (термопара, термосопротивление, напряжение постоянного тока) могут быть подключены к различным датчикам температуры и вакуума для измерения, отображения и управления.
(4) Различные формы выходного сигнала: аналоговый сигнал 16 бит, реле 2 А (250 В переменного тока), твердотельное реле 22 В/20 мА, SCR 3 А/250 В переменного тока.
(5) Многоканальный: независимый 1-канальный или 2-канальный выход. 2 канала могут одновременно измерять и контролировать температуру и степень вакуума, а выходной канал сигнализации можно использовать для управления пуском и остановкой вращающегося двигателя.
(6) Многофункциональность: двунаправленное управление вперед, назад, вперед и назад, управление нагревом/охлаждением.
(7) Программное ПИД-управление: улучшенный ПИД-алгоритм поддерживает дифференциальное управление PV и дифференциальное опережающее управление. Он может хранить 20 групп ПИД и поддерживать 20 программных кривых (по 50 сегментов каждая).
(8) Связь: двухпроводной RS485, стандартный протокол связи MODBUS RTU.
(9) Режим отображения: цифровой зал и полноцветный ЖК-дисплей IPS TFT.
(10) Программное обеспечение: Управление работой контроллера, а также сбор и хранение данных могут осуществляться через компьютер с программным обеспечением.
(11) Размеры: 96×96×87 мм (размер отверстия 92×92 мм).
3. Шаговый двигатель приводит в движение коррозионностойкий высокоскоростной игольчатый клапан.
Чтобы достичь высокой точности регулировки в процессе регулирования степени вакуума, KAOLU разработала серию пропорциональных клапанов с высоким расходом и различными скоростями потока на основе электронного игольчатого клапана с использованием шаговых двигателей, как показано на рисунке 2. Магнитный гистерезис эта серия намного меньше электромагнитных клапанов и имеет высокоскоростной отклик в течение 1 секунды. В частности, использование технологии уплотнений FKM позволяет пропорциональному клапану с высоким расходом иметь превосходную устойчивость к коррозии. Подробные технические индикаторы показаны на рисунке 3.
Аннотация: В настоящее время в различных лабораториях роторные испарители могут быть построены по-разному. Что касается вакуумного контроля испарителей, местные клиенты обычно требуют, чтобы они могли заменить более дорогие зарубежные системы вакуумного контроля, улучшить уровень программирования и автоматизации вакуумного контроля, повысить точность и стабильность вакуумного контроля и решить проблему коррозионной стойкости управления. клапаны. Проблема даже требует использования контроллера для одновременного программирования температуры, вакуума и вращения. В соответствии с требованиями к улучшению, выдвинутыми пользователями, в этой статье основное внимание уделяется соответствующим решениям и представлены сопутствующие продукты, такие как пропорциональный клапан с высоким расходом, специально используемый для измерения температуры испарителя, степени вакуума и управления роторным двигателем.
1. Требования пользователей
Роторный испаритель — обычное лабораторное оборудование. Благодаря электронному управлению испарителем растворитель в колбе быстро испаряется при соответствующей скорости вращения, температуре и степени вакуума. Диапазон рабочего вакуума обычного роторного испарителя составляет от 1 до 760 мм рт. ст. (абсолютный вакуум). В конкретных случаях уровень вакуума будет устанавливаться и контролироваться в соответствии с требованиями различных смесей. Роторный испаритель, как простое обычное лабораторное оборудование, может быть изготовлен самостоятельно в лаборатории, а также существуют различные спецификации для заказа на рынке. К ротационным испарителям, используемым в настоящее время в некоторых пользовательских лабораториях, пользователи выдвигают четкие требования в следующих аспектах:
(1) Некоторые лаборатории оснащены импортными ротационными испарителями, но их также необходимо оборудовать отдельно более дорогими вакуумными контроллерами в надежде заменить их местной продукцией.
(2) Предполагается, что местные и самодельные роторные испарители будут оснащены многофункциональными и высокоточными вакуумными контроллерами для обеспечения программирования и автоматизации компьютерного управления процессом испытаний. Есть надежда, что несколько наборов кривых настроек процесса управления можно сохранить для прямого вызова. Компьютер устанавливает программу испытаний и отображает изменения всего процесса управления.
(3) В настоящее время процесс контроля вакуума в международных и местных роторных испарителях обычно использует метод включения-выключения клапана или метод запуска-остановки вакуумного насоса. Точность и стабильность управления слабые. Предполагается использовать высокоскоростной цифровой пропорциональный клапан с плавной регулировкой открытия. (4) В последние годы пропорциональные клапаны с высоким расходом в устройствах регулирования вакуума международных и местных роторных испарителей, как правило, не обладают коррозионной стойкостью, и предполагается использовать клапаны регулирования вакуума, устойчивые к агрессивным газам и жидкостям.
(5) Предполагается, что для некоторых ротационных испарителей собственной конструкции контроль температуры, контроль вакуума и контроль вращения могут быть интегрированы, чтобы уменьшить сложность прибора и его эксплуатации, а также повысить уровень интеграции и автоматизации.
В этой статье рассматриваются соответствующие решения для вышеуказанных требований, а также представлен интегрированный контроллер температуры, вакуума и вращения, специально используемый для испарителей, а также устойчивый к коррозии игольчатый клапан с приводом от шагового двигателя, который может удовлетворить потребности различных пользователей испытаний роторных испарителей. требования.
2. Локальный 24-битный высокоточный многофункциональный контроллер.
Чтобы обеспечить тестовое и программное управление температурой, степенью вакуума и вращением роторного испарителя, KAOLU разработала 24-битный высокоточный программируемый ПИД-регулятор общего назначения серии VPC, как показано на рисунке 1. Эта серия ПИД-регуляторов очень проста в использовании. необычный и экономически эффективный.
Основные показатели производительности контроллеров серии VPC следующие:
(1) Точность: 24-битный АЦП, 16-битный ЦАП.
(2) Максимальная скорость выборки: 50 мс.
(3) Различные входные параметры: 47 входных сигналов (термопара, термосопротивление, напряжение постоянного тока) могут быть подключены к различным датчикам температуры и вакуума для измерения, отображения и управления.
(4) Различные формы выходного сигнала: аналоговый сигнал 16 бит, реле 2 А (250 В переменного тока), твердотельное реле 22 В/20 мА, SCR 3 А/250 В переменного тока.
(5) Многоканальный: независимый 1-канальный или 2-канальный выход. 2 канала могут одновременно измерять и контролировать температуру и степень вакуума, а выходной канал сигнализации можно использовать для управления пуском и остановкой вращающегося двигателя.
(6) Многофункциональность: двунаправленное управление вперед, назад, вперед и назад, управление нагревом/охлаждением.
(7) Программное ПИД-управление: улучшенный ПИД-алгоритм поддерживает дифференциальное управление PV и дифференциальное опережающее управление. Он может хранить 20 групп ПИД и поддерживать 20 программных кривых (по 50 сегментов каждая).
(8) Связь: двухпроводной RS485, стандартный протокол связи MODBUS RTU.
(9) Режим отображения: цифровой зал и полноцветный ЖК-дисплей IPS TFT.
(10) Программное обеспечение: Управление работой контроллера, а также сбор и хранение данных могут осуществляться через компьютер с программным обеспечением.
(11) Размеры: 96×96×87 мм (размер отверстия 92×92 мм).
3. Шаговый двигатель приводит в движение коррозионностойкий высокоскоростной игольчатый клапан.
Чтобы достичь высокой точности регулировки в процессе регулирования степени вакуума, KAOLU разработала серию пропорциональных клапанов с высоким расходом и различными скоростями потока на основе электронного игольчатого клапана с использованием шаговых двигателей, как показано на рисунке 2. Магнитный гистерезис эта серия намного меньше электромагнитных клапанов и имеет высокоскоростной отклик в течение 1 секунды. В частности, использование технологии уплотнений FKM позволяет пропорциональному клапану с высоким расходом иметь превосходную устойчивость к коррозии. Подробные технические индикаторы показаны на рисунке 3.
| Модель | ФК-20 | ФК-120 | ФК-300 | ФК-1000 |
| Тип клапана | Игольчатый вентиль | |||
| Диаметр дрейфа золотника | 0,9 мм | 2,25 мм | 2,75 мм | 4,10 мм |
| Привод | Управление биполярным шаговым двигателем | |||
| Время отклика | 0,8 секунды (открытие-закрытие) | |||
| Стандартный размер | G1/8” | G3/8” | ||
| Жидкость | Инертный газ и жидкость | |||
| Контактные материалы | Нержавеющая сталь | |||
| Диапазон давления | -1 ~ 7бар | -1 ~ 5 бар | ||
| Максимальный поток | 50 л/мин при 7 бар | 240 л/мин при 7 бар | 290 л/мин при 7 бар | 600 л/мин при 7 бар |
| Линейность | ±2% | ±0,1 ~ 1% | ±0,2 ~ 5% | ±11% |
| Повторяемость (Полный масштаб) |
±0,1% | |||
| Разрешение расхода (длина шага) | 0,1 л/мин | 0,1 ~ 0,2 л/мин | 0,2 ~ 0,75 л/мин | 1л/мин |
| Разрешение сдвига (длина шага) | 12,7 мкм | 25,4 мкм | ||
| Диапазон рабочих температур | 0 ~ 84°С | |||
| Тюлень | Стандартный FKM или другие уплотнения на выбор | |||
| Управляющий сигнал | Постоянный ток: 0 ~ 10 В (или 4 ~ 20 мА) | |||
| Источник питания | постоянный ток: 24 В (12 Вт) | |||
(Рисунок 3. Технические показатели пропорционального клапана высокого расхода FC KAOLU )
Пропорциональный клапан серии FC с высоким расходом оснащен модулем схемы привода шагового двигателя, который обеспечивает необходимое питание и управляющий сигнал для пропорционального клапана с высоким расходом FC, а также преобразует сигнал постоянного тока в пошаговое управление биполярным шаговым двигателем, а также может обеспечивать RS485. прямое управление последовательной связью. Его характеристики и размеры показаны на рисунке 4.
Для получения дополнительной информации посетитеhttps://www.genndih.com/ru/proportional-flow-control-valve/mid-flow-proportional-valve-0-130L-min.html 
Когда в ротационном испарителе используется пропорциональный клапан высокого расхода с числовым программным управлением, пропорциональный клапан высокого расхода может быть установлен на передней части вакуумного насоса с помощью метода управления с разомкнутым контуром, а степень вакуума можно контролировать, регулируя скорость потока откачки. Однако стабильность этого метода управления с разомкнутым контуром низкая, и трудно достичь более высоких требований к чистоте. Чтобы решить эту проблему, можно использовать метод управления с обратной связью, то есть к испарителю добавляется регулирующий клапан впуска воздуха, а точного контроля степени вакуума можно достичь путем регулировки потока всасываемого воздуха и выхлопа. поток.