Применение PID-контроллеров в испытательных стендах высокого давления
Для равномерного расхода среды и независимого контроля давления в испытательные стен-ды устанавливают контроллеры, которые автоматически реагируют на изменения и поддер-живают постоянство значения давления. В статье рассматриваем применение PID-контроллеров в испытательном оборудовании.
Колебания давления в испытательных стендах приводят к нестабильному расходу рабочей среды и потере контроля над процессом. Тестируемое оборудование и весь испытательный стенд в таком случае могут выйти из строя. Кроме того, изменение состояния газов и жидко-стей из-за таких колебаний дает некорректные результаты испытаний и создает угрозу без-опасности оборудования и персонала.
Чтобы расход среды был равномерный и контроль давления независимый, в испытательные стенды устанавливают контроллеры, которые автоматически реагируют на изменения в про-цессе и поддерживают постоянство значения давления.
Типовые применения контроллеров:
- испытательное оборудование;
- калибровочные стенды;
- формовка и литье металла и пластика;
- нанесение покрытия напылением;
- испытательные стенды на разрыв;
- удаленное управление подачей газов, в том числе природного газа.
В данной статье мы подробно рассмотрим применение контроллеров в испытательном обо-рудовании, а именно в стенде испытаний электроклапанов. Информацию о принципах рабо-ты и фотографии предоставил разработчик и изготовитель стенда — компания ООО «Лаборатория автоматизированных систем (ЛАС)».
PID-контроллеры для автоматизации и дистанционного управления
PID-контроллеры Tescom серии ER5000 — это приборы новейшего поколения, которые обес-печивают высокоточный контроль давления в различных промышленных и лабораторных применениях. Их используют как самостоятельный регулятор давления для чистых и инертных газов в диапазоне от 0 до 6,9 бар или как управляющее устройство вместе с регуляторами давления Tescom.
Преимущества ER5000 в том, что это:
- автоматический PID-контроллер: получая обратную связь от датчика давления, он корректирует свои действия без участия оператора;
- приборы имеют сертификат о безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах.
Для удаленного автоматического регулирования давления в диапазоне от вакуума до 2 000 бар, ER5000 используют с регуляторами давления Tescom большинства моделей. Контроллер в любом случае обеспечит высокую точность, стабильность регулирования и быстрый отклик на команды пользователя.
Система автоматизации: ПО, PID-контроллер и датчик давления
Система автоматизации устраняет колебания давления, которые возникают при ручной настройке регуляторов. А удаленный контроль процесса через ПО обеспечивает безопасность оператора при работе с оборудованием в потенциально опасной зоне.
В комплекте с контроллером ER5000 идет программное обеспечение ERTune™, установка ко-торого не требует специальных знаний и больших затрат времени. Это ПО с понятным интер-фейсом, которое запускается как обычное приложение на ПК.
Опыт применения PID-контроллеров в стенде испытаний электроклапанов
Перед «Лабораторией автоматизированных систем» стояла задача повысить качество испытаний, исключить влияние человеческого фактора и провести процесс по заданному сценарию
в автоматизированном режиме.
Нужно было, чтобы инженер-испытатель создал сценарий, слесарь-испытатель смонтировал объект испытаний к пневматическим и электрическим магистралям, выбрал из базы данных тип объекта и вид испытаний (приемо-сдаточные или периодические), нажал кнопку «Запуск» и далее только наблюдал за ходом процесса.
Для реализации поставленной задачи в испытательный стенд необходимо было установить систему автоматизации с PID-контроллером, которая смогла бы выполнять заданную про-грамму нагрузки изделия, отслеживать изменения в системе и оперативно реагировать на них.
Такую систему автоматизации интегрировали в пневмопульт (собственная разработка «Лабо-ратории автоматизированных систем»), который обеспечил автоматическую подачу давления заданной величины по установленному циклу. В этом пневмопульте вместо классических манометров давление измерялось быстродействующими (1 мс время отклика) датчиками, сигналы с которых расходились на цифровые индикаторы и PID-контроллер.
Контроллер ER5000 с датчиком давления в цепи обратной связи в пневмопульте поддерживал точное давление в линиях 400 и 55 кгс/см². Более того, он обеспечивал и плавную подачу рабочей среды с заданной скоростью.
Таким образом пневмопульт с установленным PID-контроллером и отсечными клапана-ми полностью автоматизировал процесс испытаний. Оператору, находившемуся за рабочим местом, не пришлось выполнять никаких действий вручную, кроме как задать программу и запустить испытание. И если в процессе происходило нарушение, система автоматизации моментально на это реагировала. По окончанию испытаний оператор получал отчет о том, что объект успешно прошел испытание по заданной программе.
Без установленного в испытательном стенде PID-контроллера оператору придется вручную проводить все действия для контроля процесса, что значительно усложнит испытания. Использование контроллеров без встроенного PID-регулятора не даст ожидаемого результата, потому что процесс станет автоматическим только наполовину: корректировать подачу давления в случае изменений в процессе оператор все равно будет вручную.