Применение PID-контроллеров в испытательных стендах высокого давления

Рубрика: Продукция Tescom

Применение PID-контроллеров в испытательных стендах высокого давления

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 жидкостей из-за таких колебаний дает некорректные результаты испытаний и создает угрозу безопасности оборудования и персонала.

Чтобы расход среды был равномерный и контроль давления независимый, в испытательные стенды устанавливают контроллеры, которые автоматически реагируют на изменения в процессе 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 оборудовании, а именно в стенде испытаний электроклапанов. Информацию о принципах работы и фотографии предоставил разработчик и изготовитель стенда – компания ООО «Лаборатория автоматизированных систем (ЛАС)».

PID-контроллеры для автоматизации и дистанционного управления

Отличное техническое решение для автоматизации и дистанционного управления испытаниями – электропневматические контроллеры со встроенным PID-регулятором (Proportional, Integral, Derivative – пропорционально интегрально дифференцирующее устройство).

PID-контроллер Tescom ER5000

PID-контроллер Tescom ER5000

PID-контроллеры Tescom серии ER5000 – это приборы новейшего поколения, которые обеспечивают 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 которого не требует специальных знаний и больших затрат времени. Это ПО с понятным интерфейсом, которое запускается как обычное приложение на ПК.

Интерфейс ERTune упростит процесс проведения испытаний

Интерфейс ERTune упростит процесс проведения испытаний

В ERTune™ оператор задает параметры цикличного процесса, а программа собирает и регистрирует данные для отчета. Дополнительное программирование оборудования не требуется.

Оборудование Tescom с устрановленными контроллерами (черная схема – это и есть контроллер)

Оборудование Tescom с устрановленными контроллерами (черная схема – это и есть контроллер)

Опыт применения PID-контроллеров в стенде испытаний электроклапанов

Автоматизированная система электроиспытаний агрегатов пневмоавтоматики предназначена для проведения приемо-сдаточных и периодических испытаний электропневмоклапанов, клапанов с моторным приводом, блоков клапанов и др.

Пневмопульт для проведения испытаний

Пневмопульт для проведения испытаний

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 программу нагрузки изделия, отслеживать изменения в системе и оперативно реагировать на них.

Такую систему автоматизации интегрировали в пневмопульт (собственная разработка «Лаборатории 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.

За непосредственное регулирование давления отвечал PID-контроллер ER5000 с регулятором давления Tescom серии 26-2000

За непосредственное регулирование давления отвечал PID-контроллер ER5000 с регулятором давления Tescom серии 26-2000

В пневмопульте также установили отсечные клапаны Tescom серий VA и VG. При резком изменении давления клапаны получали сигнал от контроллера и быстро перекрывали подачу рабочей среды, чтобы предотвратить дальнейшее разрушение объекта испытаний.

Клапан с пневмоуправлением серии VG с установленным соленоидным клапаном

Клапан с пневмоуправлением серии VG с установленным соленоидным клапаном

Таким образом пневмопульт с установленным PID-контроллером и отсечными клапанами 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.

Подбираете оборудование для автоматизации и дистанционного управления испытаниями? У нас есть, что Вам предложить! Напишите нам на zakaz@nta-prom.ru, мы обсудим с Вами решение, которое учтет параметры и особенности Вашей задачи.