一种动态可调配气控制系统，加入一个比例阀进行小工作气流调节，同时引入PID控制器，实现了稀释气体流量可调，达到协调控制。该控制系统比常规配气系统中单纯只对质量流量控制器流量值进行简单设置的动态配气系统稳定性更好，响应速度更快。
【技术实现步骤摘要】
一种动态可调配气控制系统
本专利技术涉及一种动态可调配气控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
在目前我国的气体配制设备制造业中，标准浓度的气体获得可采用静态配气法和动态配气法。其中，静态配气法包括两种：一种是称重法，根据分子量和所要配制的浓度计算物质的量，利用超高精度天平称量各组成部分质量，从而得到单一浓度的混合气体。另一种是体积法，根据气体方程，按照计算好的体积对多种气体混合后加压，再充入高压气钢瓶。这些方法的成本较高，技术严密，而且必须由专业厂家生产，稳定时间短，局限性很大。动态配气法中多采用质量流量控制器对流量进行控制，根据原料气体的浓度值和配气浓度值计算出质量流量控制器的设定值。当稀释气体进入混气室，与原料气混合后，经过一段时间后才能进入检测仪器，检测气体浓度后，返回到控制系统中的数据有一定时间的滞后，产生气体浓度的波动，这样在配气的过程时就可能造成所配气体浓度不准确，造成最终气体浓度不能精确快速达到要求数值。
技术实现思路
本专利技术提出了一种动态可调配气控制系统，加入一个比例阀进行小工作气流调节，同时引入PID控制器，实现了稀释气体流量可调，达到协调控制。本专利技术所采用的技术方案是：所述控制系统中，比例阀作为调节气体流量的执行机构，质量流量控制器作为气路流量的检测器件，用浓度检测仪对从混气室流出的气体进行检测，微控制器作为主要的控制系统，接受反馈数据，并通过比例阀对气路的流量进行控制。所述整个配气系统由两条气路组成，原料气通过的为主气路，稀释气体通过的为副气路，在副气路中，先用大工作气流的比例阀进行调节，将原料气稀释到一个接近要求数值且稳定的状态时，停止对大工作气流比例阀的调节，转入对小工作气流比例阀的调节，这样减小了系统滞后以及气体浓度产生的波动范围，这样就减小了气体浓度值带来得影响，能更加精确地得到气体要求浓度。所述控制系统利用PID控制器对系统进行控制，可使系统的型别提高一级，与PI控制器相比，PID控制器除了同样具有提高系统的稳态性能的优点外，还多提供了一个负实零点，从而在提高系统动态性能方面，具有更大的优越性。本专利技术的有益效果是：该控制系统比常规配气系统中单纯只对质量流量控制器流量值进行简单设置的动态配气系统稳定性更好，响应速度更快。附图说明图1是本专利技术的动态配气原理图。图2是本专利技术的控制流程图。图3是本专利技术的系统流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例本专利技术作进一步说明。如图1，在动态配气的过程中，将已知浓度的原料气，以恒定的流量送入气体混气室，而稀释气体先以大工作气流的气路通过比例阀进入混气室，对原料气进行稀释，得到稀释后的样气再经过检测仪器，进行浓度检测，得到的检测数据将传回微控制器，微控制器再对比例阀进行气流比值调试，当浓度检测仪检测到的气体浓度接近最终要求的浓度时，停止对工作气流气路的比例阀调试，转入小工作气流气路进行稀释配气，使气体浓度能更稳定地达到要求气体浓度。配气系统中，比例阀作为调节气体流量的执行机构，质量流量控制器作为气路流量的检测器件，用浓度检测仪对从混气室流出的气体进行检测，微控制器作为主要的控制系统，接受反馈数据，并通过比例阀对气路的流量进行控制。如图2，整个配气系统由两条气路组成，原料气通过的为主气路，稀释气体通过的为副气路，在副气路中，先用大工作气流的比例阀进行调节，将原料气稀释到一个接近要求数值且稳定的状态时，停止对大工作气流比例阀的调节，转入对小工作气流比例阀的调节，这样减小了系统滞后以及气体浓度产生的波动范围，这样就减小了气体浓度值带来得影响，能更加精确地得到气体要求浓度。利用PID控制器对系统进行控制，可使系统的型别提高一级。与PI控制器相比，PID控制器除了同样具有提高系统的稳态性能的优点外，还多提供了一个负实零点，从而在提高系统动态性能方面，具有更大的优越性。经过土述理论分析，对常规动态配气系统加入大工作气流与小工作气流的配合调节，以及将PID作为系统的核心控制原理，利用实验室实验设备进行设计实验，对实验数据进行采集，将实验结果进行对比，以验证理论分析的方法可行性与系统的可控性。实验中将只通过单一比例阀(大工作气流)控制的配气系统称为常规配气系统，反馈数值返回控制器，控制信号直接对大工作气流比例阀进行调整。将常规配气系统与加入工作气流比例阀的配气气路的系统作为改进系统，采用相同浓度相同状态的原料气进行实验，通过上位机对实验进行监控，完成实验数据的实时采集。实验采用原料气碳氢化合物的颗粒度为40ppm的气体。稀释气体选用空气，过滤后，通过空气压缩机进去气路。气体检测仪器采用工业过程气体分析仪，可以准确读出数据，减小仪器误差。原料气体进入系统后，温控系统对进入系统的原料气体进行控制，减少温度对气体以及对实验数据的影响。通过旋转门对进入储气罐的气体流速、流量进行控制，同时检测记录气体的温度、湿度的值。伺服驱动器驱动伺服平衡仓通过二位五通阀门的开关变化，对储气罐内的气体进行抽取，同时对混流器完成气体输送。打开稀释气路的流量控制，在混气室完成气体的稀释，通过检测仪器得出数据反馈给计算机。加入大工作气流与小工作气流的配合调节的系统只需在混气室前的稀释气路加人即可。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种动态可调配气控制系统，其特征是：所述控制系统中，比例阀作为调节气体流量的执行机构，质量流量控制器作为气路流量的检测器件，用浓度检测仪对从混气室流出的气体进行检测，微控制器作为主要的控制系统，接受反馈数据，并通过比例阀对气路的流量进行控制。
【技术特征摘要】
1.一种动态可调配气控制系统，其特征是：所述控制系统中，比例阀作为调节气体流量的执行机构，质量流量控制器作为气路流量的检测器件，用浓度检测仪对从混气室流出的气体进行检测，微控制器作为主要的控制系统，接受反馈数据，并通过比例阀对气路的流量进行控制。2.根据权利要求1所述的一种动态可调配气控制系统，其特征是：所述整个配气系统由两条气路组成，原料气通过的为主气路，稀释气体通过的为副气路，在副气路中，先用大工作气流的比例阀进行调节，将原料气稀释到一个接近要求数...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丽艳，
申请(专利权)人：王丽艳，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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