一种PLC真空容器低气压自动调节控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种PLC真空容器低气压自动调节控制装置，包括PLC控制器、复合真空规、进气阀、真空泵与出气阀。通过PLC控制器控制真空泵工作，使容器内降压；由复合真空规测得气压数据传输至PLC控制器进行判断；若高于设定气压，则计算气阀期望开度，并转换成电压信号，放大后发送至出气阀，出气阀依据电压大小调节自身开度；若低于设定气压，则打开进气阀，增大真空容器内气压，同时断开真空泵与出气阀电源；若等于设定气压，则断开进气阀、真空泵和出气阀电源，气压控制过程结束，等待容器内气压变化至超出预设范围或设定目标气压发生改变时，再进行下一轮控制。本发明专利技术可以通过编程修改PLC的控制参数使装置适用于其他低压控制系统，硬件通用性好。

Low pressure automatic regulating control device for PLC vacuum container

The invention discloses a low pressure automatic regulating control device for a PLC vacuum container, which comprises a PLC controller, a composite vacuum gauge, an air inlet valve, a vacuum pump and an air outlet valve. Through the control of the PLC vacuum pump, pressure inside the container; the composite vacuum gauge measured pressure data to the PLC controller to judge; if higher than the set pressure, calculation of the valve opening is expected, and converted into a voltage signal after amplification is sent to the air outlet valve, outlet valve according to the voltage to adjust the size of its opening; if below the set pressure, open the intake valve, increasing the pressure in a vacuum container, and disconnect the vacuum pump and the outlet valve of the power supply; if the pressure is equal to the set, then disconnect the air inlet valve and the outlet valve of the vacuum pump and the power supply, the pressure control process is over, waiting for a change of air pressure inside the container is beyond the preset range or change target pressure setting then, the next round of control. The invention can modify the control parameters of the PLC by programming so that the device is suitable for other low voltage control systems, and the hardware has good versatility.

【技术实现步骤摘要】
一种PLC真空容器低气压自动调节控制装置
本专利技术属于低气压控制
，具体涉及一种真空容器低气压自动调节控制装置。
技术介绍
在当前的技术条件下，主要采用手动调节阀门开闭的方式，依靠经验来控制真空容器内的气压。但是容器气压的调节受到如真空泵的抽速、低气压容器内壁出气、抽气管道的长度与粗细等因素的影响。凭借人的经验来调整气压，调整速度慢、控制精度不高且不方便，加上真空容器壁面出气等原因，使得真空度不能长期保持稳定。专利《真空控制系统》和专利《智能真空控制系统》中都设计了真空阀门控制装置，但是只实现了阀门的开关控制，阀门只有开关两个状态，无法实现压力的自动调节以及较高的气压控制精度。虽然实现了阀门控制，但仍然需要人时刻观察气压并遥控阀门的开闭，且无法处理壁面出气带来的气压变化，因此不能够维持气压的长期稳定。本专利技术中针对以电动开度快速调节阀为主要执行机构的系统设计实现，可根据任务需求，结合自动控制技术，自动调节阀门开度，从而实现气压的自适应调节，能够保证真空容器内气压的精确控制，以及气压的长期稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提出一种PLC真空容器低气压自动调节控制装置，可以通过编程修改PLC的控制参数使装置适用于其他低压控制系统，硬件通用性好；气压控制具有一定的精度和稳定度。本专利技术PLC真空容器低气压自动调节控制装置，包括PLC控制器、复合真空规、进气阀、真空泵与出气阀。所述PLC控制器包括PLC、模拟量扩展模块A、模拟量扩展模块B、文本显示器以及控制器电源；PLC用来接收复合真空规的气压数据，以及进气阀、真空泵及出气阀反馈的数据，计算出控制量，输出控制信号给进气阀、真空泵以及出气阀。模拟量扩展模块A与PLC控制器及出气阀连接；通过模拟量扩展模块A将PLC输出的控制信号转化成模拟电压信号，放大后输出给出气阀，驱动出气阀连续转动。模拟量扩展模块B与出气阀连接，由出气阀将阀门转动的角度以电压信号的方式传送给模拟量扩展模块B，模拟量扩展模块B接收电压信号并转换为数字信号传给PLC。文本显示器与PLC连接，显示当前出气阀角度以及真空容器内实时气压数据。上述PLC真空容器低气压自动调节控制装置的控制方法如下：步骤一：接通PLC控制器电源，打开控制电。步骤二：通过文本显示器上的按键设置目标气压，设置值在文本显示器的显示屏上显示。步骤三：PLC控制器控制真空泵开始工作，容器内气压降低；复合真空规将检测到的实时气压数据传输给PLC控制器，PLC控制器判断当前气压与设定气压的差；若当前气压高于设定气压，则计算气阀的期望开度，发送至模拟量扩展模块A，由模拟量扩展模块A转换成电压信号，放大后发送至出气阀，出气阀依据电压大小调节自身开度；若当前气压低于设定气压，且超过了预定范围，PLC控制器打开进气阀，使气体进入真空容器，增大真空容器内气压，同时PLC控制器断开真空泵与出气阀电源，关闭真空泵和出气阀；若当前气压等于设定气压，或当前气压低于设定气压且在一定范围内，PLC控制器断开进气阀、真空泵和出气阀电源，关闭进气阀、真空泵和出气阀，气压控制过程结束，等待容器内气压变化至超出预设范围或设定目标气压发生改变时，再进行下一轮控制。本专利技术的优点在于：1、本专利技术PLC真空容器低气压自动调节控制装置，该装置具有安全、可靠、高效、成本低等特点，可以通过编程修改PLC的控制参数使装置适用于其他低压控制系统，硬件通用性好；2、本专利技术PLC真空容器低气压自动调节控制装置，可实现真空容器内气压的实时监测和显示；3、本专利技术PLC真空容器低气压自动调节控制装置，可实现真空容器内气压的实时、精确调节控制，气压可控范围为1～105Pa，气压控制具有一定的精度和稳定度；4、本专利技术PLC真空容器低气压自动调节控制装置，该控制装置的成本低、可靠性高，能适应复杂的工作环境，满足工业需求。附图说明图1：PLC真空容器低气压自动调节控制装置结构组成和框图。图中1-PLC控制器2-复合真空规3-进气阀4-真空泵5-出气阀6-文本显示器具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术PLC真空容器低气压自动调节控制装置，包括PLC控制器1、复合真空规2、进气阀3、真空泵4与出气阀5(电动开度快速调节阀)。所述PLC控制器1与复合真空规2、进气阀3、真空泵4和出气阀5之间通过通讯口连接，实时数据传输及控制。PLC控制器1包括西门子S7-200型PLC、模拟量扩展模块A、模拟量扩展模块B、文本显示器TD200C以及控制器电源。其中，PLC通过控制器电源6独立供电；PLC用来接收来自复合真空规2的气压数据，以及进气阀3、真空泵4及出气阀5反馈的数据，通过PID控制算法计算出控制量，并输出控制信号给进气阀3、真空泵4以及出气阀5。由于可控气压的范围较大(1～100,000Pa)，因此本专利技术中采用复合真空规来进行真空容器内气压的实时监测，其包括两个真空规，一个检测高气压，另一个检测低气压；且真空规选用薄膜规，薄膜规又称为薄膜电容规，在不同压力下金属膜片受力不同会有不同尺度的变形，使得金属膜片和电极之间的电容变化，通过测量电容的变化量，即可知道金属膜片上气压的变化。上述进气阀3选用能迅速开闭的电磁阀，PLC通过通讯口对进气阀3发送控制指令，当低气压容器内气压低于目标气压时控制进气阀打开，气压高于目标气压时控制进气阀3关闭。出气阀5为电动开度快速调节阀，可实现阀门开度的连续控制。模拟量扩展模块A的数据端口通过数据线与PLC控制器的扩展端口连接，模拟量扩展模块A的输出口A+口与出气阀的输入口I+通过数据线连接；通过模拟量扩展模块A将PLC输出的控制信号转化成模拟的0～10V电压信号，放大后输出给出气阀5的电机驱动板，进而驱动出气阀5在0～90°范围内连续转动，调节出气速度。模拟量扩展模块B的电压输出口C+通过数据线与出气阀5的控制信号输入口O+连接，由出气阀5将阀门转动的角度以电压信号的方式传送给模拟量扩展模块B，模拟量扩展模块B接收电压信号并转换为数字信号传给PLC控制器1，构成反馈。上述模拟量扩展模块A、模拟量扩展模块B均采用型号EM235。文本显示器6型号为TD200C，与PLC连接，接收PLC传来的数据，并显示当前出气阀5角度以及真空容器内实时气压数据。此外，文本显示器6设计有目标气压参数设定模块、PID值设定模块等控制参数设定模块，通过文本显示器6上设计的设置按键进行参数设置，并在文本显示器6上显示。设置按键包括退出键、确认键、功能切换键以及数字0～9键，共13个按键。其中，功能切换键用于各个参数设定模块间的切换；0～9键分别用来在当前参数设定模块中输入数字0～9，进而实现参数设定；退出键用来退出当前操作；确认键用来确认当前操作。PLC控制器设定好控制参数后，根据由计算机给PLC控制器预先烧写入的控制程序开始工作，接收复合真空规2传来的压力信号，结合设定的目标压力值计算得到进气阀3、真空泵4与出气阀5的控制指令，将控制指令分别发送给进气阀3、，控制进气阀3、真空泵4与出气阀5工作；同时进气阀、出气阀、真空泵还将执行情况(进气阀和真空泵反馈阀门当前的开关状态，出气阀反馈当前转动角度)反馈给PLC控制器，构成控制回路。本专利技术PLC真空容器低气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PLC真空容器低气压自动调节控制装置，其特征在于：包括PLC控制器、复合真空规、进气阀、真空泵与出气阀；所述PLC控制器包括PLC、模拟量扩展模块A、模拟量扩展模块B、文本显示器以及控制器电源；PLC用来接收复合真空规的气压数据，以及进气阀、真空泵及出气阀反馈的数据，计算出控制量，输出控制信号给进气阀、真空泵以及出气阀；模拟量扩展模块A与PLC控制器及出气阀连接；通过模拟量扩展模块A将PLC输出的控制信号转化成模拟电压信号，放大后输出给出气阀，驱动出气阀连续转动；模拟量扩展模块B与出气阀连接，由出气阀将阀门转动的角度以电压信号的方式传送给模拟量扩展模块B，模拟量扩展模块B接收电压信号并转换为数字信号传给PLC；文本显示器与PLC连接，显示当前出气阀角度以及真空容器内实时气压数据。

【技术特征摘要】
2016.12.23 CN 20161121361241.一种PLC真空容器低气压自动调节控制装置，其特征在于：包括PLC控制器、复合真空规、进气阀、真空泵与出气阀；所述PLC控制器包括PLC、模拟量扩展模块A、模拟量扩展模块B、文本显示器以及控制器电源；PLC用来接收复合真空规的气压数据，以及进气阀、真空泵及出气阀反馈的数据，计算出控制量，输出控制信号给进气阀、真空泵以及出气阀；模拟量扩展模块A与PLC控制器及出气阀连接；通过模拟量扩展模块A将PLC输出的控制信号转化成模拟电压信号，放大后输出给出气阀，驱动出气阀连续转动；模拟量扩展模块B与出气阀连接，由出气阀将阀门转动的角度以电压信号的方式传送给模拟量扩展模块B，模拟量扩展模块B接收电压信号并转换为数字信号传给PLC；文本显示器与PLC连接，显示当前出气阀角度以及真空容器内实时气压数据。2.权利要求1所述一种PLC真空容器低气压自动调节控制装置，上述模拟量扩展模块A、模拟量扩展模块B均采用型号EM235。3.如权利要求1所述一种PLC真空容器低气压自动调节控制装置，其特征在于：出气阀采用电动开度快速调节阀；进气阀采用迅速开闭的电磁阀。4.如权利要求1所述一种PLC真空容器低气压自动调节控制装置，其特征在于：所述PLC通过控制器电源独立供电。5.如权利要求1所述一种PLC真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋佳，蔡国飙，林家明，高科，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11