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触摸屏一体机在容器液体保压测试机应用实例

发表时间:2019-05-29 00:32

  容器液体保压测试机主要用于对密封容器的保压能力做测试工作,测试时需要往容器泵入液体,并且需要是容器内的压力无超调的上升到设定值,如果存在超调,有部分容器会因为压力过大而导致破裂损坏,所以整个过程不允许发生超调。通常PLC的恒值控制会使用PID算法实现,但是传统的PID算法需要整定参数,而且要做到无超调量需要反复整定PID参数才可达到,对调试人员有较高要求。使用顾美的触摸屏一体机做控制器配合专用的控制算法,可以实现无超调的升压过程,而且参数少调整简单,方便使用。

  测试机的输入是压缩气体,输出是高压液体,由于输出的压力较大(最高可以达到80MPa),所以会使用液体气动增压泵将压力提高,压力传感器安装在液压回路中,在增压泵的气体入口前有一个压力调节比例阀,可以控制增压泵气体输入的压力大小。最终液体压力达到设定压力后,会用截止阀关闭增压泵的输出,压力传感器测量容器的压力大小,保持一段时间,压力如果仍然维持在报警值以上,保压测试通过。

  实际系统的气体压力比例阀使用模拟量控制,由于每个比例阀存在元器件差异,所以如果按照比例大小直接计算输出,会存在一定的误差,这个误差经过增压泵放大后,误差将会增大,所以要保证高精度的输出压力必须采用闭环控制。

  在PLC的上做闭环控制的常用算法是PID算法,该算法具有适用范围广的优点,在使用合适的参数时也能获得较好的控制效果,但是需要控制输出完全没有超调的情况下,把参数调到合适的范围并不容易。

  使用压力传感器作为反馈,使测试机形成一个闭环,对输出的液体压力进行控制,画出框架图。

  比例阀的传递函数为K1,增压泵的传递函数为K2,传感器的传递函数为K3,由于控制对象是纯比例环节的元件,要达到无静态误差、无超调的控制效果,可以将该系统化为一阶系统,PLC的内部处理算法等效传递函数为一个积分环节和一个比例环节的串联,画出系统的结构图。

  和一阶系统的表达式一致,因此使用该算法可以达到预期设计要求,对算法进行离散化处理后添加到程序里,在将比例阀和增压泵以及传感器的实际比例系数K1、K2、K3输入进去后,需要调节的参数只有一个K,即通过调节K的大小,就可以控制系统稳定到设定值的调节时间,大大降低了调试难度,而且确保了不会有超调。

  顾美触摸屏一体机的控制曲线符合测试机的控制指标,实现了无超调的上升曲线。

  设定的调节参数少,除了调节比例系数K其他都是和机器结构有关的固定参数,使用简单。

  初次使用前需要输入合适的工艺参数(设定值、保压时间、报警上限等等),然后控制使用的结构参数K1、K2和K3根据实际产品的比例系数填写,调节参数K在初次使用时先填写一个较小的值,然后接上测试的容器,启动测试,刚开始容器还没有充满液体,压力会一直为零,等到容器注满液体后,压力会立即上升,所以需要设置一个控制算法的作用范围,在到达作用范围之前,使用元器件的比例系数计算一个输出(误差较大),在输出压力达到一个大致的范围后使用控制算法逼近设定压力,到达设定压力的公差带后关闭截止阀,开始计算保压时间,保压时间计时结束时压力仍在报警值上,测试通过,然后开启卸压阀,压力降到接近零的时候,取下容器,测试完成。

  如果想要缩短到达设定压力的调节时间,可以把调节比例系数K调大一些,但是不能太大,否则会出现超调,因为离散化处理后,存在纯延迟环节,和分析使用的连续系统不一样,所以不能将理论调节时间设置过小。

  测试机设置有超压报警,如果因为意外状况导致压力过高,将关闭增压泵同时开启卸压阀,防止管道和容器压力过高。

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