Il-kontroll tal-pressjoni spiss jintuża f'sistemi ta 'pressar, tħin u ttestjar. Dawn l-applikazzjonijiet ħafna drabi jeħtieġu kontroll ta 'żidiet fil-pressjoni li huma ħafna aktar kumplessi u preċiżi milli jistgħu jinkisbu b'valvi ta' ħelsien ordinarji jew regolaturi tal-pressjoni. Applikazzjonijiet moderni jistgħu jieħdu vantaġġ sħiħ mill-qawwa sħiħa. Dan il-vantaġġ jinkiseb permezz tal-użu ta 'kontroll differenzjali, fejn il-forza tinkiseb billi tiġi mmultiplikata l-pressjoni fuq iż-żewġ naħat tal-pistun biż-żoni rispettivi tagħhom, u l-forza netta tinkiseb billi titnaqqas il-forza mill-kavità bla virga.
Il-metodu ta 'kontroll ta' ċirku magħluq-użat komunement huwa li tirrealizza l-kontroll preċiż tal-pressjoni billi tikkumpensa għall-bidla fil-viskożità tal-medju. L-użu ta 'algoritmi PID ippruvati huwa ħafna aktar sofistikat mill-kontroll proporzjonali limitat li apparat mekkaniku bil-molol jista' jipprovdi. Din il-prestazzjoni speċjali tippermettilna nikkoreġu u nnaqqsu l-overshoot filwaqt li nikkontrollaw il-pressjoni.
X'inhu l-istress? Għaliex huwa daqshekk importanti għal kontroll preċiż?
Il-pressjoni hija l-forza riċevuta għal kull unità ta 'żona, jiġifieri, il-proporzjon tal-forza totali mill-erja totali enfasizzata. Il-pressjoni fis-sistema idrawlika hija ġġenerata billi tiġi applikata forza għaż-żejt fis-sistema ta 'volum kostanti jew billi żżid żejt mas-sistema ta' volum kostanti. F'dan l-artikolu, aħna se ninjoraw l-effett ta 'espansjoni termali.
Il-formula bażika tal-bidla fil-pressjoni:
Din il-formula tgħidilna li l-pressjoni tinbidel bil-volum u l-modulu elastiku tal-volum, li jirrifletti l-kompressibbiltà tal-likwidu. Pereżempju, il-modulu elastiku tal-massa taż-żejt huwa ta 'madwar 200,000 psi, filwaqt li dak tal-ilma huwa ta' madwar 312,000 psi. Dan ifisser li jekk il-kapaċità titnaqqas b'0.1%, il-pressjoni taż-żejt tiżdied b'200 psi, u l-pressjoni tal-ilma tiżdied bi 312psi. Fi kliem ieħor, l-ilma huwa aktar diffiċli biex tikkompressa miż-żejt.
Il-formula li ġejja tiddefinixxi l-effett taż-żmien fuq il-forza u l-pressjoni:
Fi kliem ieħor, jekk wieħed jassumi li l-volum u l-modulu elastiku tal-massa huma kostanti, nistgħu nikkalkulaw ir-rata tal-bidla tal-forza u l-pressjoni fi kwalunkwe ħin minħabba l-veloċità, il-fluss u l-kapaċità tal-kurrent.
Sussegwentement, se niffukaw fuq il-formuli (2) u (3).
Applikazzjoni tal-formula
Il-pressjoni tista 'tiġi kkontrollata f'varjetà ta' modi, ġeneralment bl-użu ta 'valv servo jew valv proporzjonali b'rukkell servo. L-ekwazzjoni 2 turi li biex tgħolli ċertu pressjoni, likwidu għandu jiġi injettat fil-kamra. Ir-rata ta 'żieda likwida għandha tkun proporzjonali għaż-żieda tal-pressjoni mixtieqa. Meta l-pressjoni tilħaq il-valur ideali, il-mili jitwaqqaf, u s-sistema żżomm il-pressjoni kostanti l-ħin kollu. F'applikazzjonijiet prattiċi, ammont żgħir ta 'tnixxija huwa dejjem preżenti, u l-kontrollur għandu jżid likwidu mas-sistema bir-rata li fiha l-likwidu joħroġ. Għalhekk, il-fluss nett Q huwa dejjem żero, u r-rata tal-bidla fil-pressjoni hija wkoll żero. Biex titnaqqas il-pressjoni, il-valv slide għandu jiġi aġġustat biex jippermetti li l-likwidu jgħaddi mill-ġisem. Meta jintlaħaq il-valur tal-pressjoni ideali, il-korp tal-valv jerġa 'jingħalaq biex iżomm il-pressjoni kostanti. Iċ-ċavetta hawnhekk hija li r-rata tal-bidla fil-pressjoni tiddependi fuq ir-rata tal-fluss, mhux il-pressjoni nnifisha.
Jekk is-sistema hija ddisinjata sew, valvoli proporzjonali tipiċi jistgħu jintużaw għall-kontroll tal-pressjoni. Iċ-ċavetta hija li jkun hemm vojt jew pori speċjali bejn il-portijiet A u B tal-korp tal-valv. L-ekwazzjonijiet 2 u 3 jistgħu jintużaw biex jikkalkulaw it-tnixxija ideali meta r-rata ideali massima ta 'waqgħa fil-pressjoni tkun magħrufa. Il-kontrollur tal-moviment għandu jikkontrolla l-korp tal-valv biex jipprovdi fluwidu lis-sistema b'rata ugwali għat-telf tal-fluwidu mill-pori f'kull ħin. Jekk ir-rata tal-fluss hija baxxa wisq, il-pressjoni tonqos hekk kif il-likwidu joħroġ. Jekk ir-rata tal-fluss hija għolja wisq, il-pressjoni tiżdied. Il-vantaġġ ta 'dan il-metodu huwa li meta s-sistema tkun miexja, hija mnaqqsa u mhux se tipproduċi vibrazzjoni vjolenti.
Tifsira ta' kontroll
F'sistema ta 'sewqan idrawliku, il-pressjoni tista' tiżdied malajr fi żmien millisekonda. Iżda l-makkinarju ma jirrispondix daqshekk malajr. Is-sistemi mekkaniċi huma rregolati mill-pressjoni, mhux mir-rata tal-bidla tal-pressjoni. Għalhekk, jekk ir-rata tal-bidla tal-pressjoni mhix ikkontrollata, huwa faċli li t-tagħmir mekkaniku jaqbeż għall-valur stabbilit. Immaġina li qed issuq, u meta tara dawl aħmar, bil-mod il-mod tnaqqas għal waqfien ġentili minflok waqfien tal-ħabta. Il-kontrollur tal-pressjoni għandu jagħmel l-istess xogħol.
Meta jsir il-kontroll tal-pressjoni, għandhom jiġu kkunsidrati mill-inqas l-erba’ punti li ġejjin:
1. Il-ħin ta 'reazzjoni tas-sensorju tal-pressjoni għandu jkun mgħaġġel biżżejjed. F'każijiet fejn il-materjal ma jkunx ikkompressat faċilment, huwa komuni li l-pressjoni taż-żejt tiżdied b'rata ta '200psi kull millisekonda. Sensuri tal-pressjoni b'kostanti tal-ħin millisekondi ma jirrispondux malajr biżżejjed għal bidliet fil-pressjoni fl-użu. Il-kostanti tal-ħin tar-rispons tal-pressjoni għandha tkun fl-ordni ta '100μs biex taħdem sew. Jekk il-metodu empiriku waħdu juża s-sensor biex ikejjel, il-veloċità hija mill-inqas għaxar darbiet aktar mgħaġġla milli mistenni.
2. Il-ħin tal-kampjunar tas-sensor tal-pressjoni għandu jkun mgħaġġel u jkollu intervall fiss. F'applikazzjonijiet prattiċi, bħall-ittimbrar tal-metall imsemmi hawn fuq, il-pressjoni tista 'tvarja b'mijiet ta' psi fl-inqas 10 millisekondi.
3. Il-ħin tat-teħid tal-kampjuni għandu jkun kostanti. Jekk l-iskan suppost ikun ta '10 millisekondi għal kull skan, iżda fil-fatt huwa 9 millisekondi għal kull 11-il millisekondi, il-kalkolu tal-proporzjon tal-pressjoni se jvarja b'mill-inqas 20%. Għalhekk, ħin kostanti ta 'kampjunar huwa importanti ħafna għall-kalkolu preċiż tar-rata tal-bidla tal-pressjoni.
4. PLC mhux neċessarjament l-aħjar għażla. Il-funzjoni tal-PID f'PLCS kienet oriġinarjament iddisinjata biex tikkontrolla t-temperatura jew il-pressjoni tal-arja, mhux għal fluwidi li huma diffiċli biex jiġu kkompressati. Meta jkunu fil-medda ta 'millisekondi, il-kostanti tal-ħin tal-PID fil-PLC hija fil-livell tal-minuta. Għall-kontroll tal-pressjoni, huwa meħtieġ kontrollur PID iddisinjat apposta.
Għażla ta 'kontroll
L-ewwel ħaġa li għandek tifhem hija li filwaqt li nistgħu nikkontrollaw il-pożizzjoni, il-forza, jew il-pressjoni, ma nistgħux nagħmlu t-tlieta li huma fl-istess ħin. Fi kwalunkwe pożizzjoni, jekk ikun hemm xkiel, l-attwatur ikun soġġett għal reżistenza ugwali għal u opposta għall-forza tas-sewqan. Billi nagħmlu testijiet tal-moviment sinusojdali b'attwaturi, nistgħu nissorveljaw il-pressjoni, iżda ma nistgħux nikkontrollaw il-pressjoni jew il-forza fl-istess ħin li nikkontrollaw il-pożizzjoni tagħha. Minħabba li l-pressjoni jew il-forza hija determinata mill-forza tal-kampjun tat-test fuq l-attwatur. L-attwatur jista 'jipprovdi forza jew pressjoni sinusojdali, iżda l-pożizzjoni tiegħu hija ddeterminata mil-linearità tal-koeffiċjent elastiku tal-materjal tat-test.
Stress
Jista 'jkun hemm l-ebda interferenza waqt il-moviment, għalhekk m'hemm l-ebda punt li tipprova tikkontrolla l-pressjoni jew il-forza. Il-vantaġġ li tikkontrolla biss il-pressjoni jew il-forza hija li m'hemmx bżonn li tiġi kkunsidrata l-pożizzjoni. L-operatur jista 'sempliċement ibiddel il-punt tas-sett, iżda għandu joqgħod attent għas-sitwazzjoni tat-tagħbija vojta. F'sitwazzjoni simili, il-pistun taċ-ċilindru idrawliku se jaċċellera sakemm il-pressjoni taqbel mal-valur stabbilit. F'testijiet fejn il-pressjoni jew il-forza biss hija kkontrollata, il-veloċità tal-attwatur għandha tiġi mmonitorjata biex tiġi evitata waqgħa f'daqqa fit-tagħbija. Meta t-tagħbija tiġi skoperta li tisparixxi, l-attwatur jista 'jaqleb għal mod ta' pożizzjoni jew veloċità.
Limitazzjonijiet ta' pożizzjoni u pressjoni
Għażla oħra hija li tillimita l-pożizzjoni jew il-veloċità permezz ta 'restrizzjonijiet ta' pressjoni jew forza. Jaħdem billi jħaddem żewġ linji ta 'kontroll fl-istess ħin, u l-valur minimu taż-żewġ outputs ta' kontroll biss jiġi mgħoddi lill-valv idrawliku. Jekk is-sistema tilħaqx il-punt tas-sett tal-pożizzjoni jew il-punt tas-sett tal-pressjoni jiddependi fuq liema waħda tintlaħaq l-ewwel. Għalhekk, jekk it-tagħbija taċ-ċilindru idrawliku tisparixxi f'daqqa meta l-pressjoni tkun issettjata, il-pressjoni tinżel u tiskatta l-kontrollur PID tal-pressjoni biex jipproduċi sinjal ta 'kontroll kbir. Madankollu, hekk kif is-sistema taċċellera, l-iżball tal-veloċità jonqos, u s-sinjal ta 'kontroll mill-kontrollur tal-veloċità PID jonqos hekk kif l-iżball jonqos. Il-valur iżgħar taż-żewġ sinjali ġej mill-kontrollur PID tal-veloċità. Allura l-attwatur issa huwa kkontrollat mill-għażla tal-linja tal-pożizzjoni u ma jaqbiżx il-valur stabbilit tal-veloċità.
Bidu u regolazzjoni tal-kontroll tal-pressjoni jew tal-forza
Ir-regolamentazzjoni hija l-proċess li tagħżel l-aħjar inkrement għall-kontroll ottimali tal-pożizzjoni, il-veloċità, il-pressjoni jew il-forza. Is-sistemi ta 'kontroll tal-pressjoni jew tal-pressjoni li jirregolaw huma differenti minn sistemi ta' pożizzjoni li jirregolaw minħabba li ċ-ċilindru idrawliku ma jiċċaqlaqx daqshekk meta l-pressjoni tinbidel. L-eħfef mod biex taġġusta l-pressjoni jew il-forza huwa li testendi bis-sħiħ l-attwatur sakemm tintlaħaq il-pressjoni tas-sistema, filwaqt li tissettja l-qligħ kollu għal 0. Imbagħad, daħħal il-valur stabbilit jew gwadann biss b'qligħ proporzjonali żgħir fil-PID.
Dan il-qligħ proporzjonali "żgħir" jista' jiġi stmat minn:
Din il-formula tippermetti lill-ħaddiem li jiddetermina l-pożizzjoni tar-regolament tal-bidu li ma tistax tiġi determinata matul il-proċess ta 'regolazzjoni tal-pressjoni. Tista 'tibda billi ssib sinjal ta' kontroll b'output sħiħ ta '10V jew 40mA, jew 100% tal-valv, u tuża l-ekwazzjoni VCCM biex tikkalkula l-veloċità massima (ara Jack L. Johnson, PE, "Electronics Basic for Cylinder Motion Control"), jew billi tħares lejn tabella biex tiddetermina. L-ekwazzjoni dinamika għandha tkun diviża bid-doppju taż-żona. Dan għaliex iż-żieda fil-pressjoni fuq naħa waħda tal-pistun hija akkumpanjata minn tnaqqis fil-pressjoni fuq in-naħa l-oħra.
Nota:Il-qligħ proporzjonali stmat mhuwiex preċiż, iżda se jkun qrib ħafna tal-valuri inizjali ideali.
Meta l-gwadann proporzjonali jiġi attivat, il-pressjoni jew il-forza tas-sistema tilħaq il-punt tas-sett jew toqrob lejha. Il-maġġoranza l-kbira tal-iżbalji huma dovuti għal tnixxijiet. Il-pass li jmiss huwa li l-kontrollur jikkumpensa jew iżid ir-rata tal-fluss billi żżid bil-mod il-qligħ integrali sakemm l-iżball ikun żero.
Issa, is-sistema hija kontrollabbli, u tista 'tiġi aġġustata permezz ta' reazzjonijiet dinamiċi. Jinkiseb billi tiġi aġġustata l-inklinazzjoni bejn iż-żewġ pressjonijiet tal-faxxa operattiva. Inklinazzjoni ta 'pressjoni jew forza għandha tikber bil-mod għall-ewwel, peress li huwa aktar faċli li żżomm il-kontroll. Dan il-gwadann tal-PID għandu jkun aġġustabbli għal kontroll aħjar. Li tipprova taġġusta l-pressjoni jew il-forza PID bi tweġiba għal bidliet fil-pass fis-sistema hija diffiċli ħafna, u huwa diffiċli li tikseb riżultati sodisfaċenti minħabba li xokkijiet ta 'pressjoni jistgħu jikkawżaw tnixxijiet. Transizzjoni tal-pressjoni bla xkiel hija soluzzjoni tajba. Meta l-pressjoni jew il-forza tinbidel, l-azzjoni tas-sistema tiddependi fuq iż-żieda u t-tnaqqis tal-pressjoni bejn iż-żewġ setpoints.
