一般伺服电机（http://www.vfe.cc/NewsDetail-1311.aspx）都有三种控制方式，即：速度控制方式，转矩控制方式和位置控制方式，其中速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的，而位置控制是通过发脉冲来控制的。本文详细介绍伺服电机的控制方式。一、伺服电机控制方式 一般伺服电机主要有三种控制方式，即速度控制方式，转矩控制方式和位置控制方式，下面分别对每种控制方式进行详细说明。1速度控制方式 通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位机控制装置的外环PID控制时，速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位机反馈以做运算用。速度模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。2转矩控制方式 转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为：例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时，电机轴输出为2.5Nm，如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定力矩的大小，也可以通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如绕线装置或拉光纤设备。3位置控制方式 位置控制方式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的 大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服驱动器可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置，应用领域如数控机床、印刷机械等等。二、控制方式的选择 如何选择伺服电机的控制方式呢? 就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。 如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。 如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。 如果对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC，或低端运动控制器)，就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率(比如大部分中高端运动控制器)；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，而且，这时完全不需要使用伺服电机。
微机控制电子万能试验机/伺服驱动机技术介绍A、机器用途：电脑拉力试验机可对金属、非金属以及构件进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离撕裂、蠕变等试验。B、软件系统：中文Windows’2000/XP平台下的软件包。C、动力系统：a、伺服驱动机：日本松下交流驱动器、日本松下伺服电机、德国行星减速机滚 珠丝杆、光杆直线轴承、同步带传动 b、变频驱动机：台湾交流电机、台湾变频器、台湾减速机、T型丝杆、光杆直线轴承、同步带传动。D、量程模式：全量程不分档，等效七档。E、高效辩率：分辨率为+250000码。F、自动存储：试验条件、测试结果、标距位置自动存储。G、自动返回：可自动返回到试验初始位置H、自动校准：负荷、伸长可按所加标准值自动标定。I、多元控制：具有位移、负荷、应力、伸长、应变等控制方式。G、手动装置：多方位的操作单元，使十字头位置调整更为便捷。K、连续试验：一批试验参数设定完成后，可连续进行测试。L、宽测范围：可同时标定多只传感器，扩展测试范围。M、数据编辑：试验完毕后，在试验曲线上可用鼠标编辑数据。N、多种曲线：可选择应力-应变、力-伸长、力-时间、强度-时间等多种曲线，同一图形上可显示三种不同的曲线。O、曲线对比：同组试样的曲线可叠加对比。P、图形分析：试验曲线上任意点可进行局部放大分析。Q、报告编辑：可按用户需求输出不同的报告格式。R、多重保护：系统具有过流、过压、过速、欠流、欠压等保护;十字头行程具有程控限位、极限限位、软件限位三重保护；负荷传感器具有超量程保护；出现紧急情况时可进行紧急制动。S、动态显示：测试过程中，负荷、伸长、位移以及选中的试验曲线随着测试的进行，实时动态显示在主控屏幕上。T、峰值保持：在测试整个过程中，测试项目的最大值始终跟随试验的进行在屏幕窗口上显示。U、便捷调零：负荷、伸长、位移只需按一个键即可手动调零，同时具有测试开始时系统自动进行调零功能。V、一机多用：可增配不同规格的传感器和夹具，拓宽测量范围，从而实现一机多用。W、执行标准：满足ISO、JIS、ASTM、DIN、GB等多种试验方法标准。
文献: 新编液压工程手册 北京理工大学出版社 一九九八年十二月出版 [URL=http://www.okyiqi.com]电液伺服试验机[/URL]分为动态电液伺服和静态电液伺服[URL=http://www.okyiqi.com]试验机[/URL]两种，伺服阀更适合于动态试验机，而电液比例阀在静态试验机上有无可比拟的优越性。电液比例阀式万能试验机及老产品技术改造自开始生产至今已有100多台，所有产品都正常工作，小至100kN大至15000kN微机控制电液伺服试验机压力试验机。电液比例阀控制技术是目前国内外最新控制技术填补了试验机行业空白，将电液比例阀成功运用于静态电液伺服试验机，打破伺服阀在静态试验机上的垄断局面，使其具有更高可靠性、稳定性及技术先进性，为我国液压试验机发展开辟更为广阔的前景。将该项技术成功应用于普通液压式试验机技术改造，使老产品更新换代成为可能，使之达到与新的电液伺服试验机具有相同的技术水平，使用更为方便可靠。欢迎订购我公司产品，我们将以先进的高技术产品、优越的性能价格比回报广大用户。让用户买了放心，使用放心，使用上质量可靠、稳定性高、功能齐全、性能优良、操作简单、使用方便的一代高科技产品。 一. 当前国内外同类产品技术概况 随着[URL=http://www.okyiqi.com]试验机[/URL]技术的发展，国内外电子液压[URL=http://www.okyiqi.com]万能试验机[/URL]，近年来发展了三种不同控制方式；一种是电液伺服阀控制，一种是采用具有速度控制器的压力阀控制，第三种是宽流量范围的比例阀控制，除了控制系统外，还采用高精度力与位移测量系统及计算机采集处理等技术，在功能上达到甚至超过电子万能试验机，尤其在大负荷上液压万能试验机及各种[URL=http://www.okyiqi.com/pages_products/prolist_9.html]压力试验机[/URL]具有更大的优势。日本岛津UEH型及美国STEX公司的HVL型液压万能试验机均采用电液伺服阀控制双向油缸；负荷、变形、位移控制由电液伺服闭环控制，同时具有电子测量和计算机数据处理功能，电液伺服阀的优点是静动态性能良好，分辨率高、滞环小、线性度高、工作范围广更适合动态电液伺服试验机。其缺点是用于静态液压万能试验机上未能发挥其特点，使其造价提高、抗污染能力变差、工作噪声较大，油温升高快，有些还需水冷却。 西德申克公司的UPM液压[URL=http://www.okyiqi.com]万能试验机[/URL]，其控制原理是由速度控制器控制力矩电机而带动压力控制阀施加负荷，并具有速度电流反馈，是一种传统的控制方式。 在国内济南试验机厂与其他厂家合作研究了500kN微机控制液压万能试验机与日本岛津产品相似，采用伺服阀控制，此外济南试验机厂已引进日本500kN的UDH型电液伺服阀式液压万能试验机，目前上述产品均在济南试验机厂生产。 二. 电液比例阀与伺服阀控制技术在静态万能试验机上应用比较（见下表） “比例控制阀发展的初期阶段，仅仅是将比例电磁铁代替普通液压阀的开关型电磁铁或调节手柄，这种比例阀的结构原理和设计准则没有变化。这种比例阀工作频宽小，稳定滞环大，只能用于开环控制。七十年代中期至八十年代初，是比例阀发展的第二个阶段，比例阀开始采用各种内反馈原理，耐高压，比例电磁铁出口比例放大技术日趋成熟。阀工作频宽达到5～10Hz稳定滞环降低到3%左右，八十年代以后，比例阀技术发展进入第三阶段，比例阀原理进一步改善，采用了压力流量位移反馈和动压反馈及电校正等手段，使阀稳定精度动态相应和稳定性都有进一步提高。除中位仍有部分死区外其控制性能与伺服阀更为接近”。“此外比例放大技术也相应迅速发展，不仅集成了各种反馈信号传感接受和处理功能，而且尺寸大为减小，可安装在阀体上使整个控制系统组成一体，使用更为方便，比例电磁铁驱动力的提高，也为阀的动态特性的改善提供了条件”，将其应用于静态电液伺服万能试验机中，配合微机精密调速控制系统已完全满足其使用要求。 电液比例阀与伺服阀控制技术在静态万能试验机上应用比较 电 液 比 例 阀 伺 服 阀 电液比例阀：抗污染能力极强，对液压油的过滤要求为20μm，可实现无故障运行。伺服阀：对液压油的过滤要求需达到3μm以内，抗污染能力极弱，尤其对静态液压式试验机间隙密封的柱塞油缸，更易引起油质污染，阻塞伺服阀。控制方式：电液比例阀是纯数字电器伺服控制、电路简单，稳定性非常高。控制方式：伺服阀多数采用模拟电器控制、电路复杂，稳定性较弱。 工作状态：电液比例阀是在低压起动，系统压力随试验力增加而比例增加，噪音低、油温不易上升，不需冷却装置。 工作状态：伺服阀是在高压状态下起动，正常工作时始终处于最高压力下，工作噪音大、油温升高快，容易渗漏，需要进行水循环冷却。 电器测量控制系统：采用计算机总线插卡式设计，所有功能通过软件来完成，有利于功能扩展、软件升级及微机联网，并且具有故障自诊断功能，维修极为方便，只需更换微机内相应插卡即可。 电器测量控制系统：伺服阀电器测量控制系统大多数采用德国都利公司电箱，需自配计算机及软件去管理电箱，显示试验数据，打印报告等工作，一旦电箱出现故障，试验机厂家无能力维修。性能：电液比例阀反应速度较低，适合于静态液压试验机（频宽Hz/-3dB）～25 性能：而伺服阀反应速度较高，频宽（Hz/-3dB）20～200，适合于动态试验机。 闭环控制 闭环控制性能价格比：高 性能价格比：低
YAR系列（二柱式）微机控制电液伺服压力试验机 ·主机跨度大，压缩空间可调节，适合于大型构件试验； ·5000、10000、20000kN机为双油泵配置，空载时低压大流量泵快速充液完成快速进、回程，加载时自动切换成高压小流量泵，极大地节约电能消耗，大大提高工作效率；·油源采用压差伺服技术，电机消耗功率随负荷而变化，因而功率损耗小，噪声低，发热量少，油温升低；·电液比例伺服阀作为控制执行元件，对油清洁度要求低，使用寿命长；匀试验力速率、恒试验力、恒速控制功能； ·测量分辨力高，全程范围内不变化，且内外不分档； ·具有过流、过速、超试验力、超行程等保护功能；http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206011517_369725_2290385_3.jpg
微机控制电液伺服压力试验机主机为移动横梁式结构，压缩空间可调节，下压板制成小车式可沿着导轨运动，方便于大型试件的装卸。因此，适合于金属和非金属制品、大型结构件、建筑构件的压缩性能试验，配备相应的附件还可以做弯曲性能试验。试验机的全数字测量控制系统与压差液压伺服技术及计算机技术相结合，实现了试验力、位移的闭环控制。http://www.kx4u.net/upload/file/images/20111125085708.jpg特点： ·主机跨度大，压缩空间可调节，适合于大型构件试验； ·5000、10000、20000kN机为双油泵配置，空载时低压大流量泵快速充液完成快速进、回程，加载时自动切换成高压小流量泵，极大地节约电能消耗，大大提高工作效率；·油源采用压差伺服技术，电机消耗功率随负荷而变化，因而功率损耗小，噪声低，发热量少，油温升低；·电液比例伺服阀作为控制执行元件，对油清洁度要求低，使用寿命长； ·测控系统具有自动清零、自动标定、自动诊断、自动存储功能，匀试验力速率、恒试验力、恒速控制功能； ·测量分辨力高，全程范围内不变化，且内外不分档； ·可在windows2000/xp中文操作系统下工作。 ·具有过流、过速、超试验力、超行程等保护功能；
[b][color=#3300ff][img]http://www.okyiqi.com/uploadfile/081201200632.jpg[/img]WAW-600B微机控制电液伺服万能试验机(双控制)[/color][/b]一、主要功能及特点：试验机主机采用液压缸下置式：液压油缸在试验机的下部，活塞在液压力的作用下向上顶，可实现对试样的压缩、弯曲、剪切试验；上下钳口座为全开式结构，装夹试样方便，稳定性好。该结构设计合理、简洁、稳定性好，可靠、易维护，液压伺服加载系统, ,确保系统高精高效、低噪音、快速响应, 实现对试验的自动控制加载、换向；[b]WAW-600B微机控制电液伺服万能试验机[/b]微机控制及处理系统：a:电液伺服控制系统：准确完成试验过程中试验参数的设定、试验过程的自动控制、数据采集、处理、分析、存储及显示(试验数据包括:上下屈服点、抗拉强度、断裂强度、弹性模量、各点延伸率、非比例伸长等)。它除了具备基本的试验力、试样变形、活塞位移和试验进程的闭环控制及等速应力、等速应变、等速试验力、等速位移、试验力保持、位移保持等控制功能外，还具备方便快捷的开环控制功能。b： 试验力，峰值、试样变形、活塞位移、试验曲线的屏幕显示功能，全键盘输入操作和控制模式智能设置专家系统，实现了控制模式的任意设置和各种控制方式之间的平滑切换，使系统具有最大的灵活性。加、卸载平稳，试验过程中既可进行程序控制，同时兼有固定程序的“快捷键“操作，也可采用鼠标灵活调整试验速度；[img=326,257]http://www.okyiqi.com/uploadfile/20081201200223769.jpg[/img] c：可以按GB228-2002《室温材料 金属拉伸试验方法》等国家标准的要求完成试验的数据自动采集和处理。试验过程能够模拟再现和试验数据的再分析、试验曲线放大、比较、遍历。试验曲线可任意选择坐标轴，并可自由放大和缩小；d：基于WindowsXP操作系统的试验软件，放大器调零、传感器标定采用可靠的硬件支持和软件支持相结合使得品质更臻完美；可对使用者实行分权限管理，具有多种图形显示窗口和单位换算功能；e：试验数据以数据库化管理，可以进行网络数据库通讯和管理；f：试验机具有扩展和更新能力；g：强大的自检功能。 6、保护功能: a) 油缸限位保护；b) 液压系统过载溢流保护；c) 试验力过载保护；d) 过流、过压保护；e) 试样破断时安全保护；f) 试验结束自动保护。 [b]二、WAW-600B微机控制电液伺服万能试验机主要技术指标：[/b]1、最大试验力：600kN2、试验力测量范围及精度：0-600kN；0-300kN；0-120kN；0-60kN；4级；试验力精度：优于±1%（从每档满量程的20%起） 3、 变形测量范围及精度：分1；2；5；10四档测量；优于±0.5%FS4、 位移测量范围及精度: 250mm；优于0.01mm5、 拉伸钳口之间最大距离(包括活塞行程): 600mm6、 上下压盘之间的最大距离: 550mm7、 圆试样夹持直径: Ф13-40mm8、 扁试样夹持宽度及厚度: 70mm ；0-30mm9、 上下压盘尺寸: Ф160mm10、 弯曲试验支座间距: 10-500mm11、 活塞最大行程： 250mm12、 应力速度范围： 1MPa/S-25MPa/S13、 应变速度范围： 0.00025/S-0.0025/S14、 拉伸速度: 0.5-70mm/min15、 试验空间调整速度： 120mm/min16、 主机尺寸(长x宽x高包括活塞行程mm): 890×580×2400m17、 控制台尺寸(长x宽x高mm): 1200x800x1100 mm18、 总功率：3.0kW[b]三、WAW-600B微机控制电液伺服万能试验机控制部分技术参数：[/b]〈1〉、试验力测量显示部分:(1).测量方式: 采用高精度油压传感器测量试验力(2).量程转换方式: 自动\手动切换(3).试验力显示方式: 微机屏幕显示〈2〉、变形测量显示部分:(1).测量方式: 采用高精度引伸计测量试样变形(2).量程转换方式: 自动/手动切换(3).变形显示方式: 微机屏幕〈3〉、位移测量显示部分:(1).测量方式: 采用高精度光电编码器测量活塞位移(2).变形显示方式: 微机屏幕〈4〉、自动控制部分:(1).控制方式: 微机自动控制/手动控制两种模式(2).自动控制阀: 进口高精度高频宽电液伺服阀(3).控制模式:a.等速率活塞行程控制:等速设定范围：0.5-70mm/min 控制范围:活塞置零点---活塞行程最大点b.等速率试验力控制:速度设定范围：0.1-2.0满量程/min控制范围:5-100%满量程c.等速率应变控制:速度设定范围：0.1-50%/min控制范围:伸长满量程的5-100%伸长满量程0.1-100mmd.金属材料自动拉伸试验控制:应力速率控制:1-50MPa/sec等速率活塞行程控制:0.5-50mm/min带有试样破断而自动停止机能 (4).试验条件设定方式:人机对话形式：微机键入式(5).试验条件设定项目: 试样截面积、控制速度、保持点、保持时间等〈5〉手动控制部分: 开环功能：可手动控制试验力、位移、变形。三、[b]WAW-600B微机控制电液伺服万能试验机[/b]基本配置1、下置式试验机主机（600kN） 1台2、综合操作台 1台3、液压试样夹紧系统（控制台内） 1套主要元件：3.1、液压泵机组 1套 3.2 、电磁换向阀 1套 3.3 、叠加溢流阀 1套4、液压伺服加载系统 1套5、高精度油压传感器 1套6、变形测量引伸计(标距100mm 变形25mm北京钢院) 1支7、位移测量装置 1套8、附具类： 8.1、拉伸附具（圆钳口 Ф13-40mm；平钳口0-30； ） 各1套8.2、压缩附具（Φ 160mm ） 1套8.3、弯曲附具 （10-500mm） 1套9、联想微机(M260E/ P4/160G/17”液晶) 壹台 10.A4激光打印机（HP1008 ） 壹台11、 试验机WindowsXP中文版软件 1份.
LFV多用途动态和疲劳系统，可达3000knw+b伺服液压多用途LFV系列是通用的高性能测试系统，可在不同的，健壮的配置覆盖范围广泛的单调，动态和疲劳应用，在飞机和航空航天，汽车，生物医学，钢铁，紧固件，铁路或海洋工业，以及世界各地的土木工程和研发测试实验室。这些伺服液压系统是许多实验室在质量控制、产品开发或科学研究领域不可或缺的单元。LFV伺服液压测试系统是模块化的，涵盖了全光谱的测试需求，可以配置为广泛的不同测试设置，包括TMF(热机械疲劳)，LCF(低周疲劳)，断裂力学，HCF(高周疲劳)，高应变率以及组件，制造组件和成品测试。根据应用，我们提供高刚度，符合人体工程学和可靠的负载框架与执行机构集成在机器底座或安装在上十字头。LFV系列可以配置各种握把和夹具，延伸计，环境模拟室和熔炉，不同的软件包和其他附件，以满足您的特定测试需求。关键特性最新的数字控制电子闭环控制和高数据采集速率，自识别传感器编码高刚度的刚性机架，提供优越的轴向和横向刚度，保证稳健、耐用和长期运行增加刚度意味着更高的效率，因为克服框架变形所需的能量在每个加载周期更少为了增加刚度，提供了适当的柱直径和带底座的刚性十字头，这增加了负载框架的重量，反过来提高了负载框架的固有频率，减少了传递到实验室楼层/建筑的振动。试验空间可通过机械和自动提升系统进行调整液压无源夹紧(HH版本)系统确保上部十字头夹紧到立柱上而不施加任何液压压力精确和平行的上十字头运动，以改善对齐(消除机器在样品中的弯曲应变)。双作用和双端等面积伺服驱动器与静压4袋轴承的最佳无摩擦静态和动态性能，几乎无服务运行。高精度的测压元件和数字位移传感器高性能伺服阀(s)增强的安全功能，在测试过程中最好地保护操作人员校准夹具和相关校准验证设备人体工学设计[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209262358414086_3560_1602049_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209262358401872_7063_1602049_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209262358401872_7063_1602049_3.png[/img]
板材弯曲试验机主要用于板材、棒材、螺纹钢等弯曲性能的检测及其韧性试验，全面满足GB/T232《金属材料弯曲试验方法》，试验机适合于轧钢厂、中厚板厂、钢铁研究院所、建筑质量监督站等单位科学研究和质量检测。http://www.kx4u.net/upload/photo/fd131311234255d26854a608649be3e8.jpg■特点◎ 主机按结构分为：四柱式、整体框架式；◎ 控制方式：伺服控制或手动控制；◎ 弯曲、压平一次连续完成，效率高；◎ 垂直活塞具有行程定位功能，利于批量试验；◎ 主油缸上置，侧向油缸在框架两侧均匀配置；◎ 设有支距定位机构，进程节流同步调节；◎ 压辊直径配套供应，更换简便；◎ 设有弯曲角度指示器；◎ 具有超压、超行程保护等功能；◎ QAL系列采用电液伺服技术，实现恒试验力、匀试验力速率、恒速闭环控制。并具有自动回位、自动控制弯曲角度等功能。■主要技术指标型 号QEL-200QAL-200QEL-500QAL-500QEL-1000QAL-1000QEL-2000QAL-2000最大垂直力（kN）（弯曲力）20050010002000最大水平力（kN）（压平力）2003005001000支距范围（mm）40～30050～30060～30080～400支辊直径（mm）φ30φ50φ60φ80支（压）辊长度（mm ）120160200260活塞行程（mm）垂直向250300水平向160200最大试验速度（mm/min）垂直向350180250130水平向350180230120整机功率（kw）4．411．0弯心压辊直径系列（由用户根据试验要求自行确定）6、8、10、12、14、18、20、24、28、30、32、36、40、44、46、50、54、56、60、70、80、90、100、110、120、128、160、180
100t的微机控制电液伺服万能试验机限位开关坏了，现在已摘掉；可是新的还没有寄来，那么试验机还能正常使用么？限位开关的具体作用是什么？
[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/03/201003091735_204879_1962905_3.jpg[/img][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]PLA50000[/font][/font][font=宋体]系列电液伺服扭转疲劳试验机是我司开发制造的新产品。本产品采用自行设计的主机、液压源，动态控制器，主要元器件均采用进口产品。是一种功能强、精度高、可靠性好、应用范围广、性能价格比好的用于材料和零部件动态、静态扭转的试验系统。[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman] [/font][/font][/size][size=3][font=宋体]电液伺服扭转疲劳试验机特点[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]1. [/font][/font][font=宋体]主机[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]1.1 [/font][/font][font=宋体]综合我公司多年经验优化设计的主机，采用动态电液伺服扭转试验机的流行结构，刚性好、结构紧凑。尾架在工作台上可有丝杠拖动，试验空间调整方便。外形简洁大方、加工精细。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]1.2 [/font][/font][font=宋体]固定安装于工作台上的液压伺服摆动缸低摩擦、高响应。伺服阀直接与液压伺服摆动缸安装在一起降低管路能量损耗，提高其动态响应。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]2. [/font][/font][font=宋体]液压源[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]2.1 [/font][/font][font=宋体]液压源用以供给伺服系统高压油，流量、压力稳定，受控制箱控制并具有互锁保护，此外也可单独使用，供清洗油路及操控主机。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]2.2 [/font][/font][font=宋体]元器件采用国内知名厂家优质产品，主要元器件和密封件采用进口产品，以保证液压系统的工作状态和性能。采用新技术、新材料减振降噪。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]2.3 [/font][/font][font=宋体]液压源控制系统采用可编程控制器控制，抗干扰能力强，长时间工作稳定可靠。系统设有多重保护：油温、油质、油量均有声光报警；元器件也具有过流、过压、过热等安全保护。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]2.4 [/font][/font][font=宋体]液压源油温冷却：小流量油源采用采用风冷式，散热器采用铝合金制成，抗氧化、耐腐蚀，清洗方便；散热器为分细流结构，散热面积大，散热效率高。大流量油源采用水冷式结构，散热器采用不锈钢板制成，抗氧化、耐腐蚀，清洗方便；但维护费用较高。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]3. [/font][/font][font=宋体]控制系统[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]3.1 [/font][/font][font=宋体]伺服测量控制器核心采用美国[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]Xilix[/font][/font][font=宋体]公司最新生产的芯片控制系统，内部有多个[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]DSP[/font][/font][font=宋体]系统，并可自定义[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]CPU[/font][/font][font=宋体]，数据采集速度最高可达[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]5000Hz[/font][/font][font=宋体]。系统精度高、功能完备；具有扭角、扭矩控制两种控制方式，并可任意平滑切换；配置的函数发生器可产生多种波形；内置记数器记录循环次数，记数器可设定；全部试验由计算机控制完成。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]3.2 [/font][/font][font=宋体]系统有多重保护功能：负荷超载、试样破断、位移限制等试验保护功能；过压、过流、过热、断电、漏电、短路等自我保护功能。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=宋体]具有故障自诊断功能。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]3.3 [/font][/font][font=宋体]计算机采用台湾研华工控计算机[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=宋体]硬件配置：[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]CPU P[/font][/font][font=宋体]Ⅳ[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]2.6G/[/font][/font][font=宋体]内存[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]512MB DDR400/[/font][/font][font=宋体]硬盘[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]120G/[/font][/font][font=宋体]缓存[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]8M/[/font][/font][font=宋体]显卡[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]MX440 64M [/font][/font][font=宋体]显存[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]550MHz/52X[/font][/font][font=宋体]光驱[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]/[/font][/font][font=宋体]刻录[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]/[/font][/font][font=宋体]闪存[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]256M/17[/font][/font][font=宋体]”纯平显示器[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]/[/font][/font][font=宋体]惠普[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]1001[/font][/font][font=宋体]激光打印机。[/font][font=ˎ ̥ ][/font][/size][size=3][font=宋体]软件配置：测控软件在[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]Windows[/font][/font][font=宋体]平台上采用[/font][font=ˎ ̥ ][font=Times New Roman]VB[/font][/font][font=宋体]语言编制；控制软件功能强大，使用稳定可靠。应用软件可实现各种波形下的疲劳试验，包括试验中止、控制中止、显示等功能；可实时显示试验状态及扭角、扭矩与时间曲线；可显示各个测量通道的显示值。试验软件也可根据具体要求情况提供。[/font][/size][font=ˎ ̥ ][/font]
[align=center][color=#990000][b]超高精度浮辊和张力双回路控制器：Montalvo张力控制器的国产替代[/b][/color][/align][align=center][color=#990000]Unwind Tension Controller for Dancer Input with Tension Indication—— Domestic Substitution of Montalvo Tension Controller[/color][/align][align=center][img=超高精度浮辊和张力双回路控制器：Montalvo张力控制器的国产替代,690,542]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092010572560_1350_3221506_3.jpg!w690x542.jpg[/img][/align][color=#990000]摘要：针对目前市场上张力控制器普遍存在的测控精度较差、功能单一、适用传感器类型少和PID参数无法自整定等问题，本文分析了国外浮辊和张力双通道控制器的技术特点。对标国外高端张力控制器产品，本文重点介绍了国产替代产品的性能，国产张力控制器同样具有浮辊和张力双回路控制功能，但由于每个通道都采用了24位AD、16位DA和双精度浮点运算，可以实现超高精度的张力控制，而所具有的PID自整定功能则使得操作更为快捷方便。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#990000][b]一、问题的提出[/b][/color][/size]张力控制器主要应用于冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制仪表，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。一套典型的张力控制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等。典型的张力控制器主要由AD，DA转换器和高性能微处理器等组成，张力控制器与张力传感器和电气比例阀组成典型的张力控制系统。在具体张力控制过程中，张力控制器是根据张力传感器和A/D模式转换器测量到的张力与设定的目标张力相比较后，经微处理器PID运算自动调整D/A输出从而改变电气比例阀的输出压力来实现卷料的张力调节，可广泛用于各种需对张力进行精密测控的场合，具有使用灵活和广泛的适用性。目前市场上有各种张力控制器，但在高精度张力控制过程中，普遍存在以下不足：（1）测量精度较低：普遍采用12位AD模数转换器，个别国外产品用了16位AD模数转换器，对于一些高精度的张力传感器输出显然无法准确测量，测量精度无法满足高精度控制要求。（2）输出精度较差：普遍采用12位DA数模转换器，个别国外产品用了14位DA数模转换器，对于一些高精度的张力控制显然无法实现。（3）浮点运算精度较差：目前市场上商品化张力控制器的PID运算基本都是采用单浮点方式进行，运算精度较差，从而使得输出百分比的最小调节量也只能为0.1%，根本无法进行电气比例阀输出压力的精细调节，进而无法实现超高精度的张力控制。（4）单通道控制：绝大多数张力控制器尽管可以实现如收放卷的扭矩控制，过程张力中的速度控制以及浮辊张力控制，但只能选择其中的一种控制模式。而个别国外的张力控制器产品，如Montalvo的Z4UI双回路控制器则能实现放卷扭矩和浮辊位置的同时控制。（5）传感器输入信号类型少：在各种张力控制中会采用到多种不同的传感器，如超声波探头，浮辊，电位器和激光等，这些不同传感器所输出的信号类型和量程有多种形式，但目前绝大多数张力控制器的输入型号类型非常有限。（6）PID参数无法自整定：在有些张力控制过程中，需要准确无超调的PID控制，快速且自动的选择合适PID则显着尤为重要，但目前很多张力控制器并没有这项PID参数自整定功能。针对上述目前张力控制器中普遍存在的问题，特别是为了实现超高精度张力控制以及相关控制器的国产替代，本文将对国外高端张力控制器技术特点进行分析，并对标国外产品介绍研发的新型浮辊和张力双回路超高精度控制器产品。[b][size=18px][color=#990000]二、Montalvo公司 Z4UI 双回路张力控制器技术特点分析[/color][/size][size=18px][color=#990000][/color][/size][/b]蒙特福Montalvo公司是国外著名的张力控制相关产品生产厂商，其最具特点的控制器产品是Z4UI浮辊和张力双回路控制器，我们将对标此张力控制器进行分析。蒙特福Z4UI浮辊和张力双回路控制系统结构如图1所示，控制器内置了张力指示器，能够同时检测浮辊电位计信号和张力检测器的张力信号，从而提供高精度的张力控制。它集合了浮辊吸收缓冲张力波动的功能和张力检测器精确、稳定的检测优势，通过渐进式“Progressive“ PID 控制电路调节放卷制动器的转矩输出，保持浮辊臂的位置不变来实现张力控制。模拟式张力表显示卷材的张力大小，操作员可直接监视张力稳定性，并根据张力表显示的实际卷材张力，来调节浮辊臂上的载荷从而保持理想张力。[align=center][color=#990000][img=01.Z4UI浮辊和张力双回路控制.jpg,690,275]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092013010509_6406_3221506_3.jpg!w690x275.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 Z4UI双回路控制器在浮辊和张力控制系统中应用的结构示意图[/color][/align]由此可以看出，蒙特福Z4UI控制器是个典型的双回路闭环控制器。其中，一个回路是通过检测浮辊位置信号（DPS-1位置传感器或浮辊电位器）来控制第一个电气比例阀（I/P转换器）压力输出，由此来调整气缸位置将气压转换成扭矩输出达到张力调节。另一个回路通过检测卷径信号（接近开关或超声波探头）来控制第二个电气比例阀（I/P转换器）压力输出，由此来调整放卷位置达到张力调节。由此可见，蒙特福Z4UI双回路控制器是通过同时对两个变量的检测和控制来实现高精度的放卷调节。蒙特福Z4UI控制器的另外一个特点是采用RS-232与上位机（PLC或PC）进行通讯，采用控制软件进行所有操作，减少了人工界面操作的复杂程度。[b][size=18px][color=#990000]三、国产双回路超高精度张力控制器[/color][/size][/b]从上述蒙特福Z4UI双回路张力控制器技术特点可以看出，双回路张力控制器的核心技术内容就是一个非常典型的双通道PID控制器，张力的控制则是采用外置传感器实现电气比例阀的串级形式的PID控制，因此，双回路张力控制器的技术特征就是双通道的电气比例阀串级PID控制。基于此分析，结合我们在真空压力方面进行电气比例阀超高精度串级PID控制的成功经验，我们可以将通用型的VPC-2021系列PID调节器（单通道和双通道）应用于张力控制中，由此可完全实现蒙特福Z4UI双回路张力控制器的替代。VPC-2021-2系列双通道PID调节器是标准形式的工业用控制器，具有96×96mm、96×48mm和48×96mm三种规格，但其最大优点是具有超高精度检测和控制能力，其中具有24位AD模数转换、16位DA数模转换和双精度浮点运算能力，具备0.01%的最小输出百分比。用于张力控制的双通道超高精度PID控制器如图2所示，电气接线如图3所示，主要技术指标如下：[align=center][color=#990000][img=VPC 2021-2超高精度PID控制器,600,266]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101508335313_3719_3221506_3.jpg!w690x307.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 VPC 2021-2系列双通道张力控制器[/color][/align]（1）真彩色IPS TFT长寿命LED背光、全视角液晶显示。（2）独立双回路控制，每路控制输出刷新率50ms，双通道独立的输入和输出，双回路报警功能可以多功能应用，每通道都具备独立的PID控制功能，每个通道都可进行独立的手动和自动控制切换。（3）万能型信号检测能力，即每通道都具备47种输入信号形式，仅需通过设置极可完成信号类型和量程选择，由此可满足各种规格和形式的张力探测器的引入。除了能测量各种张力传感器、位置传感器给出的模拟电压、电流和电阻信号之外，还可以测量各种温度传感器和压力传感器等各种信号，传感器输出端直接接入控制器并在控制器上进行选择即可使用。（4）双通道独立控制输出，输出信号有线性电流、线性电压、继电器输出、固态继电器输出和可控硅输出五种形式，可用于直接驱动电气比例阀（或电子压力转换器）进行张力控制，也可以驱动各种阀门和加热器等执行机构进行真空度、压力和温度等参数的控制。（5）支持数字和模拟远程操作功能，支持标准MODBUS RTU 通讯协议。（6）采用自主改进型PID算法，支持对PV微分和无超调控制算法。5组PID存储和调用，10组输出限幅等实用功能。每个通道采用独立的PID参数，且可独立的进行PID参数自整定。（7）带传感器馈电供电功能（24V，50mA）。（8）支持一路过程变量变送功能，变送的过程变量可选PV测量值、SV设定值、控制输出值和偏差值，变送输出类型有4-20mA, 0-10mA, 0-20mA, 0-10V, 2-10V, 0-5V, 1-5V七种。（9）两组开关量光隔输入端，可以实现各种应用功能的灵活应用切换。（10）随机配备强大的控制软件，可通过软件进行控制参数设置、运行控制、过程曲线显示和存储，非常便于过程控制的调试。[align=center][img=,690,276]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101726466183_8818_3221506_3.png!w690x276.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图3 VPC 2021-2系列双通道控制器电气连接图[/color][/align]从上述国产控制器技术指标可以看出，国产VPC 2021-2系列双通道控制器的性能和功能要远优于蒙特福Z4UI控制器，并具有强大的拓展能力，完全可以实现对蒙特福Z4UI控制器的替代。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][/align][align=center][/align][align=center][/align]
[align=center][img=,599,441]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200929562418_9505_3384_3.png!w599x441.jpg[/img][/align][size=18px][color=#990000]一、简介[/color][/size] 真空压力控制器是指以气体管道或容器中的真空度（压力或压强）作为被控制量的反馈控制仪器，其整个控制回路是闭环的，控制回路由真空度传感器、真空压力控制器和电动调节阀组成。 依阳公司的VPC2021系列控制器是一种强大的多功能高度智能化的真空压力测量和过程控制仪器，采用了24位数据采集和人工智能PID控制技术，可与各种型号的真空压力传感器（真空计）、流量计、温度传感器、电动调节阀门和加热器等连接，可实现高精度真空压力（压强）、流量和温度等参量的定点和程序控制，是一种替代国外高端产品的高性能和高性价比控制器。[size=18px][color=#990000]二、主要技术指标[/color][/size] （1）测量精度：±0.05%FS（24位A/D）。 （2）输入信号：32种信号输入类型（电压、电流、热电偶、热电阻），可连接众多真空压力传感器。 （3）控制输出：4种控制输出类型（模拟信号、固态继电器、继电器、可控硅），可连接众多电动调节阀。 （4）控制算法：PID控制和自整定（可存储和调用20组PID参数）。 （5）控制方式：定点和程序控制，最大可支持9条控制曲线，每条可设定24段程序曲线。 （6）控制周期：50ms。 （7）通讯方式：RS 485和以太网通讯。 （8）供电电源：交流（86-260V）或直流24V。 （9）外形尺寸： 96×96×136.5mm （开孔尺寸92×92mm）。[size=18px][color=#990000]三、特点和优势[/color][/size] （1）高精度24位数据采集，使得此系列控制器具有高精度的控制能力。 （2）具有各种不同类型信号的输入功能，可覆盖多种测量传感器，既可连接真空计用来控制真空压力和压强，也可用来控制其它变量，如连接流量计用来控制流量、连接温度传感器用来进行温度控制等。 （3）可连接和控制几乎所有的电动调节阀和数字控制阀门，也可连接控制各种加热装置，结合传感器由此组成可靠的闭环控制系统。 （4）控制器体积小巧和使用灵活，即可独立做为面板型控制器使用，也可集成在测试系统整机中使用。 （5）采用了标准的MODBUS通讯协议，便于控制器与上位机通讯和进行二次开发。 （6）具有2路输出功能，可实现真空压力的两种控制模式，一种是可变气流量（上游控制）压强控制模式，另一种是可变通导（下游控制）流量调节模式。[align=center][color=#990000][img=,300,253]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932222782_1134_3384_3.png!w300x253.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]上游控制压强模式[/color][/align][align=center][color=#990000][img=,300,252]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932370447_2503_3384_3.png!w300x252.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]下游控制压强模式[/color][/align][align=center][color=#990000][img=,300,249]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932454481_7140_3384_3.png!w300x249.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]上游和下游同时控制的双向模式[/color][/align][size=18px][color=#990000]四、外形和开孔尺寸[/color][/size][align=center][img=,690,317]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932536698_9309_3384_3.png!w690x317.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
PLC程序控制器目前已广泛应用于各个领域之中，其中在[b]快温变试验箱[/b]中的的应用也是比较普遍。因其内部是由大量的电子元器件组成，很容易受到周围一些电气元件的干扰、强磁场电场以及振动幅度大等因素影响到PLC控制器的正常工作，这点往往被许多人忽略。即使程序编制再好，安装环节不注重，日后调试、运行会带来很多的故障。疲于奔命地维护。[align=center][img=,469,469]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105311519164835_6525_1037_3.jpg!w469x469.jpg[/img][/align] 以下是快温变试验箱PLC程序控制器安装时注意事项： 1、PLC安装环境 环境温度在0~55度，过高过低会导致内部电了元器件运行不稳定。必要时可采取降温或升温措施进行调节。 不能安装在振动频率50Hz、幅度为0.5mm以上，因振动幅度过大容易造成内部电路板的电子元器件脱焊以及脱落现象出现。 在电器箱内外应尽可能远离强磁场电场(如控制变压器、大容量的交直接触器、大容量的电容器等)电气元器件，还有易产生高次谐波(如变频器、伺服驱动器、逆变器、可控硅等)控制器件。 避免安装在金属粉尘多、腐蚀、可燃气体、潮湿等场所。 2、电源 要正确接入PLC电源，有交直之分。建议可使用隔离变压器提供给快温变试验箱PLC程序控制器电源。 3、接线布线及走向 接线时应使用冷压片压接后再接入PLC的输入输出端子上，并保证紧固牢靠。 当输入为直流信号时，如周围干扰源又多，应考虑带有屏蔽的电缆或采用双绞线为宜，在线的走向尽量不要与动力线平行且不能放置在同一线槽、线管内，以防造成干扰。 4、接地 有效地接地可以避免浪涌信号的冲击干扰，其接地电阻不应大于100欧，电气箱中如有接地铜排，应直接接到接地排上，不可与其他控制器(如变频器)的接地连接后再接入接地排上。
[color=#000099]摘要：在微流控芯片进样、化学反应进样和长时间药物注射领域，都需要能提供正负气压可精密控制的压力控制器。本文特别针对微流控芯片进样对多通道压力控制器的技术要求，提出了相应的解决方案，并详细介绍了方案中多通道气路结构、控制方法、气体流量调节阀、压力传感器和PID控制器等内容和技术指标。通过此解决方案，完全能够满足各种微流体控制对多通道压力控制器的要求。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#000099]一、背景介绍[/color][/size]在微流控芯片进样、化学反应进样和长时间药物注射领域，都需要能提供正负气压可精密控制的多通道压力控制器，并且通过气体压力来控制流体的流量或流速。图1所示为这种压力控制器在微流控芯片进样中的典型应用。[align=center][img=微流控芯片用压力控制器,690,318]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206271559098143_8354_3384_3.png!w690x318.jpg[/img][/align][align=center]图1 多通道压力控制器在微流控芯片进样中的典型应用[/align]在微流控芯片进样中，要求压力控制器需具备以下几方面的功能：（1）多通道，每个通道可独立控制和操作。（2）每个通道都可按照编程设定输出相应的正负压力。（3）正负压力控制范围：绝对压力1Pa~0.5MPa（表压-101kPa~0.6MPa）。（4）压力控制精度：0.1%~1%。 针对上述微流控芯片进样对压力控制器要求，本文提出了相应的解决方案，并详细介绍了方案中多通道气路结构、控制方法、气体流量调节阀、压力传感器和PID控制器等内容和技术指标。通过此解决方案，完全能够满足各种微流体控制对多通道压力控制器的要求。[size=18px][color=#000099]二、解决方案[/color][/size]本文所提出的解决方案是实现在1Pa~0.7MPa绝对压力范围内的精密控制，控制精度极限可达到0.1%。即提供一个可控气压源解决方案，采用双向控制模式的动态平衡法，结合高精度步进电机和微小流量电动针阀、高精度压力传感器和多通道PID控制器，气压源可进行高精度的各种真空压力的可编程输出，同时也可用于控制不同的流体流量。本文所涉及的解决方案，主要针对用于微流控芯片进样用多通道正负压力控制器，这主要是因为微流控芯片所用压力基本在一个标准大气压附近变化，相应的多通道压力控制器相对比较简单。而对于更低压力，如气压小于1kPa绝对压力的多通道控制，要实现精密控制则整个压力控制器将十分复杂。微流控芯片进样用多通道压力控制器工作原理如图2所示。[align=center][img=微流控芯片用压力控制器,690,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206271559436818_6219_3384_3.png!w690x350.jpg[/img][/align][align=center]图2 微流控芯片进样用多通道压力控制器工作原理图[/align]微流控芯片进样用多通道压力控制器的工作原理为：（1）多通道压力控制包括多个控制通道，每个控制通道包括正压气源、进气调节阀、出气调节阀、抽气泵和PID控制器单元。其中的正压气源和抽气泵提供足够的负压和正压能力，并且可以多通道公用。同样，多通道压力控制器也公用一个进气调节阀。需要注意的是，由于微流控进样所需的负压气压值较大并接近一个标准大气压，对于微流控芯片进样的压力控制，只需固定进气调节阀的开度，近靠调节出气阀开度极可实现正负压的精密控制，因此可以公用一个进气调节阀。如果要进行较低负压气压值（较高真空度）的精密控制，配置恰恰相反，每一通道配置的进气阀进行调节，但可以公用一个抽气阀。（2）精密压力控制原理基于密闭空腔进气和出气的动态平衡法。多通道压力控制器的每一个通道都是典型闭环控制回路，其中PID控制器的每一通道采集相应通道的真空压力传感器信号并与此通道的设定值进行比较，然后调节相应通道的进气和抽气调节阀开度，最终使此通道传感器测量值与设定值相等而实现该通道真空压力的准确控制。（3）为了覆盖负压到正压的所要求的真空压力范围，需要配置一个测试量程覆盖要求范围内的高精度绝对压力传感器，如果一个压力传感器无法覆盖全量程，则需要增加压力传感器数量来分段覆盖。采用绝对压力传感器的优势是不受各地大气气压变化的影响，无需采取气压修正，更能保证测试的准确性和重复性。（4）绝对压力传感器对应所覆盖的真空压力范围输出数值从小到大变化的直流模拟信号（如0~10VDC）。此模拟信号输入给PID控制器，由PID控制器调节进气阀和排气阀的开度而实现压力精确控制。（5）当控制是从负压到正压进行变化时，一开始的进气调节阀开度（进气流量）要远小于抽气调节阀开度（抽气流量），通过自动调节进出气流量达到不同的平衡状态来实现不同的负压控制，最终进气调节阀开度逐渐要远大于抽气调节阀开度，由此实现负压到正压范围内一系列设定点或斜线的连续精密控制。对于从正压到负压压的变化控制，上述过程正好相反。[size=18px][color=#000099]三、方案具体内容[/color][/size]解决方案中所涉及的正负压力控制器的具体结构如图3所示，主要包括正压气源、电动针阀、密闭空腔、压力传感器、高精度PID控制器和抽气泵。[align=center][img=微流控芯片用压力控制器,690,393]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206271602023624_9954_3384_3.png!w690x393.jpg[/img][/align][align=center]图3 微流控芯片进样用多通道正负压力控制器结构示意图[/align]在图3所示的正负压力控制器中，每个通道都对应一密闭空腔，每个密闭空腔上的外接接口作为此通道的压力输出口。密闭空腔左右安装两个NCNV系列的步进电机驱动的微型电动针阀，电动针阀本身就是正负压两用调节阀，其绝对真空压力范围为0.0001mbar~7bar，最大流量为40mL/min，步进电机单步长为12.7微米，完全能满足小空腔的正负压精密控制。由此，压力控制器中的每个通道可实现正负压任意设定点的精确控制，也可以从正压到负压的压力线性变化控制，也可以从负压到正压的压力线性变化控制。微流控芯片进样过程中一般要求微小正负压控制，要求是在标准大气压附近的真空压力精确控制，如控制精度为±0.5%甚至更小，一般都需要采用调节抽气阀的双向动态模式，即通过控制器使得进气口处电动针阀的开度基本不变，同时根据PID算法来调节排气口处的电动针阀开度。由于进气阀的开度基本处于固定状态，使得微流控芯片进样所用的多通道压力控制器可以公用一个调节进气流量的电动针阀。另外，所有通道都需要具备抽气功能，抽速也是一固定值，因此多通道压力控制器也可以公用一个抽气泵。在微流控芯片进样过程中压力控制，除了上述恒定进气流量调节抽气流量的控制方法之外，决定压力控制精度的因素还有压力传感器、PID控制器和电动针阀的精度。本方案中的PID控制器采用的是24位AD和16位的DA，电动针阀则是高精度步进电机，因此本解决方案的测试精度主要取决于压力传感器精度，一般至少要选择0.1%精度的压力传感器。在微流控芯片进样过程中，往往会要求密闭容器在正负压范围内进行多次往复变化和按照设定曲线进行控制，因此本方案采用了可存储多个编辑程序的PID控制器，每个设定程度是一条多个折线段构成的曲线，由此可实现正负压往复变化的自动程序控制。在本文所述的解决方案中，为实现正负压的精密控制，如图3所示，针对负压的形成配置了抽气泵。抽气泵相当于一个负压源，但采用真空发生器同样可以达到负压源的效果，负压源采用真空发生器的优点是整个系统只需配备一个正压气源，减少了整个系统的造价、体积和重量，真空发生器连接正压气源即可达到相同的抽气效果。[size=18px][color=#000099]四、总结[/color][/size]本文所述解决方案，完全可以实现微流控芯片进样系统中压力的任意设定点和连续程序形式的精密控制，并且可以达到很高的控制精度和速度，全程自动化。本方案除了自动精密控制之外，另外一个特点是系统简单，正负压控制范围也可以比较宽泛，整个系统小巧和集成化，便于形成小型化的检测仪器。本文解决方案的技术成熟度很高，方案中所涉及的电动针阀和PID控制器，都是目前特有的标准产品，其他的压力传感器、抽气泵、真空发生器和正压气源等也是目前市场上常见的标准产品。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
1、该机针对整个产品受到时间、应变力、应变等情况的物理力学试验。以Windows操作系统使试验数据曲线动态显示，试验数据可以任意删加，对曲线操作更加简便、轻松，随时随地都可以进行曲线遍历、迭加、分离、缩放、打印等全电子显示监控。2、微机控制电子万能材料试验机使用最新控制技术，通过交流数字日本松下伺服马达、配合带动公司技术测量中心同步带使两幅高精度丝杆移动试台，试台能以0.001—500mm/min速度任意运行。在测力源上使用美国名牌高精度拉压传感器，整个系统达到0.5级精度以上.
电液伺服动静试验机是一种功能强、精度高、可靠性好、性能价格比高的试验的系统，广泛应用于材料和零部件动态、静态力学性能试验，可实现拉伸、压缩、低周和高周疲劳、疲劳裂纹扩展、断裂力学及模拟实际工况的力学试验。http://www.kx4u.net/upload/file/images/20111126005503.jpg高性能主机◎全密封动态试验机专用负荷传感器，精度高、频响快、磁滞低；性能稳定；◎高精度轴向LVDT安装在作动器内，位移测量精准、防护措施完善；◎动态机专用的轴向和径向引伸计，试样变形测量精度高、响应快、稳定性好；◎双向伺服作动器结构合理、工艺独特，高频响、低阻尼、无磨损；◎系统的设计、精准的加工与装配，确保整机的同轴度，性能优异；◎横梁全行程液压提升、下降，液压锁紧，横梁移动方便、定位可靠；◎封闭式液压夹头重量轻、夹持力大，操作快捷方便，与主机无间隙安装，拆装方便；◎手动控制盒设计精巧、抗干扰，操控主机方便、快捷、安全；◎优化设计的主机结构，整机质量大、刚度高，运动部件质量小、频响快，系统幅频特性高；◎作动器采用多伺服阀控制结构，动、静态性能优异。
[size=16px][color=#339999][b]摘要：针对控制领域内广泛使用的PID控制器和可编程逻辑控制器PLC，本文分析了具体应用中PID控制器的几大优点。PID调节器的优点主要体现在测控精度高、更强的控制功能、使用门槛低和操作简单、具有明了的可视化界面和节省成本。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][img=相对于可编程逻辑控制器PLC，PID控制器具有哪些优势,600,320]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305161607321889_5876_3221506_3.jpg!w690x368.jpg[/img][/size][/align][size=16px][/size][b][size=18px][color=#339999]1. 基本概念[/color][/size][/b][size=16px] PID控制器(Proportion Integration Differentiation.比例-积分-微分控制器)，由比例单元P、积分单元 I 和微分单元D组成。通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，PID控制器通常是指闭环控制的一种形式，这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。[/size][size=16px][/size] 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。[size=16px][/size] 在大多数工业控制应用中，PLC像PID控制器一样使用，PID模块的排列可以在PACs或PLC中完成，从而为精确的PLC控制提供更好的选择。与单独的控制器相比，这些控制器既智能又强大，每个PLC基本都包括软件编程中的PID模块。[size=16px][/size] 然而，尽管PID控制器和PLC有众多类似之处，它们在设置、编程和应用方面仍有显著不同，而综合这些不同来看，PID控制器有以下几方面自己独特的优势。[size=18px][color=#339999][b]2. 测控精度高[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]PID控制器是闭合反馈回路的一部分，该回路主动追踪过程值与设定值的偏差，并根据需要调节输出水平。许多控制器都有 PID 算法，并带自动调节功能，可以实现快速设置，并保持最小的过程值与设定值偏差。目前一些工业用PID控制器已经发展到具有极高精度的水平，如24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比，由此可以实现温度、真空、压力、流量、张力等物理量的超高精度测量和控制。而对于PLC则很难具备如此高精度的能力，就算个别PLC能达到如此高的精度，那价格也会远高于PID调节器。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 控制功能更优[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]PID控制器是一种专门设计用于处理特定的工业过程的调节器，因此包含了与这些过程直接相关的特点、输出和控制功能，例如针对各种不同的传感器需要提供完备的数据采集能力，针对需要阀门电机驱动控制（VMD）的应用提供专门的算法。而PLC需要具备适合广泛制造和自动化功能的特点，因此针对很多具体工业控制的特点是有限的。PLC可以执行基本的控制任务，但不如专门的PID控制器优势明显。此外，由于需要处理模拟信号，控制系统对微处理器的要求非常严苛，PID控制器是专为处理这些需求而设计的，而PLC必须在系统经过测试后才能判定能否满足这些过程要求。如未能符合要求，PLC将无法快速响应过程中的各种变化，并导致超前或滞后，从而影响产品质量。[/size][size=18px][color=#339999][b]4. 使用门槛低和操作简单[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]PLC设计用于多任务控制环境，需要专业编程技巧以及大量时间，由专业人士来打造符合特定应用需要的解决方案。而PID控制器则可以相对快速地安装、设置和优化，并且所需经验极少。特别是一些PID控制器还自带计算机软件，采用图形化界面的计算机软件可以快速实现PID控制器的设置、运行和过程变量的采集和显示，更是大幅度降低了使用门槛。 [/size][size=16px][/size] 大多数PID控制器可以面板安装，也就是可以安装在过程机械的前面板上，并且带可视屏幕，相关人员只需基本的工程知识即可在数分钟内完成设置。PLC则较为复杂，通常安装在面板后面的机架上，不带显示屏，且需要单独的HMI（同样需要设置），因此PLC操作使用的便捷性上劣势明显。[size=18px][color=#339999][b]5. 明了的可视化界面[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]面板安装的PID控制器有多种规格以及复杂程度，因此操作员可轻松查看过程信息以及需要注意的警告或警报信息。PLC通常没有直接的界面，需要一个单独的人机界面（HMI），且人机界面需要单独设置。HIM可以显示必要的过程信息，但它通常还会显示与PLC所管理的其他任务相关的各种数据。这意味着面板安装式PID控制器优势非常明显，有专门的界面方便查看所有相关的信息，可以快速进行调节。许多PID控制器还额外提供数据记录功能，可以用于查看先前所做的更改以及标记潜在问题。[/size][size=18px][color=#339999][b]6. 节省成本[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]当然这是相对来说的，PLC设计用于控制多任务，适用于多回路控制的应用。对于某些单回路，或者少数回路控制的应用，PLC许多特点是应用所不需要的，所以成本显得高昂，这是不如选用专门针对某个工艺参数调控设计的PID控制器。[/size][size=16px][/size] 总之，对于具有相同功能和控制精度的PID控制器和PLC，总体而言PID控制器更节省成本。[size=16px][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align]
自动上料控制器 / 自动打磨控制器产品外形小巧，功能简单实用，参数设置少，无需繁琐操作。该表由杭州双星普天 开发设计，功能支持 定制！一、基本工作原理：监控主电机的电流，当主电机负载电流过大时，控制器输出断开信号，停止副电机工作，随着主电机处理物料的减少，主电机电流降低，控制器开启副电机工作，以此循环。二、基本参数1、供电：220V AC / 24V DC 可选2、输出：单继电器输出，触点容量 250V 3A3、采样方式：采用电流互感器 隔离采样4、量程： 10A / 50A /100A5、安装方式：面板安装 / 导轨安装 可选三、操作方式常规设置内容：报警下限电流值报警下限输出延时报警上限电流值报警上限输出延时设置方法：1、对于已知动作电流的用户，可以进入设置模式后修改设置内容2、该电流表支持快速设置模式，无需进入设置状态，通过简单的按键即可完成动作电流的设置。对于不知道电流大小 或者 需要频繁快速修改设定值的用户特别方便。四、互感器（销售时含）与该表配合使用的互感器有多种，出厂时根据用户测量电流范围选配，无需用户关注。用户只需关注 被检测线的直径，线鼻子是否顺利穿线等问题。与该表配合的常规互感器 穿心孔直径有 26mm / 11mm / 6mm 供选择。如有特别要求，比如钳形口互感器等，采购时需咨询。五、质保自采购之日起，在正常使用情况下，一年内出现质量问题，免费更换。无限期保修http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507480_2909512_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507481_2909512_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507477_2909512_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507477_2909512_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507477_2909512_3.jpg
[size=16px][color=#339999]摘要：分程控制作为一种典型的复杂控制方法之一，常用于聚合反应工艺、冷热循环浴、TEC半导体温度控制、动态平衡法的真空和压力控制等领域。为快速和便捷的使用分程控制，避免采用PLC时存在的控制精度差和使用门槛高等问题，本文介绍了具有分程控制功能的超高精度VPC-2021系列PID控制器，以及使用分程控制时的参数设置、接线和具体应用。[/color][/size][align=center][size=16px][img=超高精度PID控制器的特殊功能（4）——分程控制功能及其应用,650,440]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304191326452103_3866_3221506_3.jpg!w690x468.jpg[/img][/size][/align][b][size=18px][color=#339999]1. 分程控制简介[/color][/size][/b][size=16px] 分程控制是采用一个输出变量来控制几个不同操作变量之间协调运行的一种复杂控制方式，如单个控制器用于控制两个执行机构（例如两个阀门、加热和制冷器等），控制这两个操作变量将一个受控变量保持在设定点上。分程控制主要包括以下三种不同方式：[/size][size=16px] （1）分程控制（Split Range Control）[/size][size=16px] （2）顺序控制（Sequence Control）[/size][size=16px] （3）正反向动作控制（Opposite Acting Control）[/size][size=16px] 一个典型的分程控制且应用广泛的是密闭容器的真空压力控制，控制回路上有两个控制阀，一个阀负责进气加压，另一个阀负责排气。图1(a)曲线图显示了阀门开度与真空压力的关系。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.分程控制的三种形式,690,249]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304191329331841_5111_3221506_3.jpg!w690x249.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 分程控制三种形式的操作示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如果需要对阀门进行顺序控制，其工作方式如图1(b)所示。在这种顺序阀操作中，当PID控制器输出为0~50%时，阀门A将从0~100%打开。当PID控制器输出达到50%时，阀门A将100%打开，然后阀门B将在PID输出达到50%后开始打开。因此，对于PID控制器输出50%至100%，阀门B将从0%至100%打开。[/size][size=16px] 在正反向动作控制中，对于0~100%的PID控制器输出，阀A将从0~100%开始打开，同时对于相同的PID控制器输出，阀B将从100%到0%关闭。[/size][size=16px] 在上述分程控制的具体实施过程中，普遍需要采用具有PID控制功能的相应装置。目前这种控制装置大多采用PLC形式才能实现，存在使用门槛高和控制精度差等问题。为此本文将介绍一种具有分程控制功能的超高精度PID控制器，以及分程控制时的参数设置、接线和具体应用。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 具有分程控制功能的超高精度PID控制器[/b][/color][/size][size=16px] VPC-2021系列超高精度PID控制器的内核是一款双通道控制器，其中VPC2021-1系列是具有分程控制功能的PID控制器，而VPC2021-2系列则是独立双通道PID控制器。本文将重点介绍具有分程控制功能的VPC2021-1系列PID控制器，此控制器如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=02.VPC2021-1控制器及其电气接线图,690,199]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304191329550947_4629_3221506_3.jpg!w690x199.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 VPC2021-1控制器及其电气接线图[/b][/color][/size][/align][size=16px] VPC-2021系列PID控制器的主要技术特征如下：[/size][size=16px] （1）尽管VPC-2021系列PID控制器的内核是双通道控制器，具有两路传感器输入和两路控制信号输出，但为了实现分程控制功能，控制器仅配置了一套PID控制模块，所以在实际应用中还是一款单通道PID控制器。[/size][size=16px] （2）具有两路控制信号输出（主控输出1和主控输出2），两路输出可以分别控制相应的阀门、加热和制冷器，适合真空压力和温度的分程控制功能实现。[/size][size=16px] （3）具有一路变送输出通道，可变送输出测量值PV、设定值SV、输出值OP和偏差值DV四个控制参数中的任选一种，这也有助于分程控制功能的实现和拓展。[/size][size=16px] （4）具有两路传感器信号输入通道，可连接相同测量参数（如真空压力或温度）但量程不同的传感器，可实现两个传感器之间的自动切换，由此可进行宽量程范围内的PID控制。[/size][size=16px] （5）所具有的两路输入通道，还可实现本地设定和远程设定功能之间的切换，通过远程设定功能，可任意改变设定值（如周期性波形形式的设定曲线），实现周期性复杂波形的控制。[/size][size=16px] （6）具有程序控制功能，支持20条编程曲线，每条50段，支持段内循环和曲线循环。[/size][size=16px] （7）具有超高的测量和控制精度，24位AD、16位DA、双精度浮点运行和0.01%最小输出百分比。控制器是面板安装式的标准工业调节器，最大开孔尺寸为92mm×92mm。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 分程控制功能的具体应用[/b][/color][/size][size=16px] 针对图1所示的三种分程控制形式，采用VPC2021-1控制器的具体实施方法如下。[/size][size=16px][color=#339999][b] （1）分程控制应用[/b][/color][/size][size=16px] 对于典型的分程控制，PID控制器的具体接线如图3(a)所示，将两个被控对象，如常闭型阀门或加热制冷器，直接连接到主控输出1和主控输出2接线端。测量传感器连接到主输入1接线端。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=03.分程控制接线示意图,690,222]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304191330182623_478_3221506_3.jpg!w690x222.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图3 两种分程控制形式的PID控制器接线示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px][color=#339999][b] （2）顺序控制应用[/b][/color][/size][size=16px] 对于顺序控制，PID控制器的具体接线如图3(b)所示，将一个被控对象，如常闭型阀门，直接连接到主控输出1接线端，将第二个被动对象，如常闭型阀门，连接到变送输出接线端。测量传感器连接到主输入1接线端。[/size][size=16px][color=#339999][b] （3）正反向控制应用[/b][/color][/size][size=16px] 对于正反向控制，PID控制器的具体接线与图3(a)所示相同，区别只是所连接阀门一个是常闭型，另一个是常开型。[/size][size=16px] 在使用PID控制器进行分程控制之前，还需进行以下几项控制器参数的设置：[/size][size=16px] （1）设置仪表功能的控制方式为“双输出”。[/size][size=16px] （2）在分程控制中，根据实际被控对象设置“死区”范围。[/size][size=16px] （3）如需采用变送功能，还需进行相应的变送参数设置。[/size][size=16px] （4）如需采用双传感器切换功能，还需进行相应的切换参数设置。[/size][size=18px][color=#339999][b]4. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，本文详细介绍了具有分程控制功能的VPC2021-1系列超高精度PID控制器，采用此控制器可直接用于相应分程控制的实施，且具有很高的控制精度。[/size][size=16px] 分程控制在实践中应用广泛，然而，由于忽视了与之相关的独特挑战，分程控制经常会被误用或滥用。在许多应用中，如上述的顺序控制和正反向动作控制中，采用如VPC2021-2这种独立双通道PID控制器，无论在配置、调试和故障排除上都要简单得多。[/size][align=center][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align][align=center][color=#339999][/color][/align][align=center][color=#339999][/color][/align][align=center][color=#339999][/color][/align]
现需要气体流量控制器，实现以下简单功能：流量的设定值动态可控。比如在非稳态测量中，进口流量第一个10s设为10L/min， 根据其他实验数据的同步分析，发现在第二个10s流量要控制在15L/min或其他值。这个功能可以实现吗？
目前，我看到Alicat Scientific公司的体积流量控制器是一个差压式流量计＋比例阀来实现流量控制，我们知道，对于色谱柱最终目的是得到我们要的流量，按我的理解，体积流量控制器应该是可以得到与EPC同样的效果的，请各位大虾指教！以下是Alicat Scientific公司的体积流量控制器介绍：ALICAT气体质量流量控制器和体积流量控制器采用一个比例调节阀与流量计相连，用户可以通过内置的PID控制软件来定位阀门位置以设定所需流量值。气体体积流量控制器仅用来设定和测量气体的体积流量，而气体质量流量控制器可以设定和测量气体的质量流量、体积流量和绝对压力，同时可以测量气体的温度。ALICAT气体质量流量控制器内置气体密度变化的补偿功能。标准结构的流量控制器比例调节阀在上游，但用户可选阀门在下游且无需付费，所有的标准产品具有动态显示屏。同时为了节省用户的时间，ALICAT工程师为用户提供了“配件和可选项”以及“ALICAT用户定制特殊功能”，请详见后面说明。
试验机用于较长的柔性及刚性材料、结构件和成品件的拉伸性能试验。■特点◎按结构分为单空间、双空间、双油缸式三种方式；◎伺服液压源采用双泵系统，空载时低压大流量泵工作，完成活塞快进、快退；加载时自动切换成小流量高压柱塞泵工作，消耗功率小；◎压差式伺服液压系统，电机消耗功率随负荷变化而功率损耗小，发热量少，油温升低；◎保留手动阀，机器调试力值标定方便，并具有屏显机功能；◎全数字测量控制器，分辨力高，且全程范围内不变化。可实现试验力、位移闭环控制，以多步骤方式控制恒试验力、恒位移、匀应力速率、匀位移速率；◎计算机通过串行口与测量控制系统通讯，在中文windows2000/xp界面上用虚拟键盘操作。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203221558_356661_2290385_3.jpg
[size=16px][color=#339999]摘要：目前各种PID控制器仪表常用于简单的设定点（Set Point）和斜坡（Ramp）程序控制，但对于复杂的正弦波等周期性变量的控制则无能为力。为了采用标准PID控制器便捷和低成本的实现对正弦波等周期性变量的自动控制，本文介绍相应的解决方案。解决方案的主要内容一是采用具有远程设定点功能的PID控制器，二是采用外置信号发生器，发生器输出的周期信号作为PID控制器周期性改变的设定值，从而实现周期性变量的自动控制。[/color][/size][align=center][size=16px][img=正弦波等周期性变量PID自动控制的解决方案,600,365]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303031128526531_6859_3221506_3.jpg!w690x420.jpg[/img][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 在各种科研生产中经常会设计一些周期性的温度、湿度、真空压力和振动等交变环境或边界条件来进行各种特定的测试和考核，这些周期性边界条件或环境所呈现出的常见形式往往会是方波、正弦波，三角波和梯形波等，这在各种物理参数的动态测试和产品构件的性能考核试验过程中体现的尤为明显，由此就要求相应的自动化系统能提供这些不同波形环境变量的准确控制，从而保证实际环境的变化与测试及试验数学模型对边界条件的描述尽可能的吻合，最终保证物理变量测试以及考核试验的准确性和可靠性。[/size][size=16px] 在各种温度、湿度、真空压力和振动等环境的形成和自动化控制过程中，基本都是采用各种小巧的工业级PID控制器和PLC可编程逻辑控制器，这些控制器非常适用于定点或变化速度较慢的线性变化控制，图1(a)所示就是这样一个非常典型温度控制变化过程曲线。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=典型被控变量变化曲线,690,213]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303031129551376_5834_3221506_3.jpg!w690x213.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 温度过程典型变化曲线：（a）折线形式；（b）正弦波形式[/b][/color][/size][/align][size=16px] 对于图1(a)所示的典型温度变化过程，采用普通的PID程序控制器进行编程设计就可以实现，并且还可以编辑多条这样的多折线控制程序进行存储和调用运行。但对于如图1(b)所示的正弦波形式的温度控制和线性升温加正弦波调制的温度控制，目前还未看到可进行这种周期性变量控制的标准化PID控制器。为了在实际应用中实现这种周期性变量的PID控制，往往需要采用计算机和PLC并进行复杂的控制程序编写才能实现这种复杂功能，但这具有较高的技术门槛。[/size][size=16px] 为了解决上述PID控制器对于复杂正弦波等周期性变量控制的无能为力，并能采用标准PID控制器便捷和低成本的实现对正弦波等周期性变量的自动控制，本文将提出以下解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] PID调节器进行自动控制的基本原理是根据设定值与被控对象测量值之间的控制偏差，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合形成控制输出量，对被控对象进行控制。这里的设定值是一种泛指，实际上包括了不随时间变化的固定设定值和随时间变化的设定曲线。[/size][size=16px] 由此可见，对于PID控制器要实现自动控制的必要前提是要已知被控对象的变化要求，并将此要求按照设定值曲线输入给PID控制器。通常的设定曲线如图1(a）所示，它可以通过设定不同的爬升速率构成控制程序曲线。如果采用此方式来进行如图1(b）所示正弦波那样的周期性被控对象，则需要设计很多个小折线才能准确代表波形曲线，而在实际应用中还需能不断调整被动对象的波幅和频率，由此可见采用这种折线方式来对正弦波类周期性变化被动对象进行设定值近似无可操作性。总之，这种问题最终可以归结到如何使得PID控制器的设定值变得符合周期性函数特征，并可以很方便的进行波形、波幅和频率的更改。[/size][size=16px] 为了可以很方便的将PID控制器设定值按照所需的函数波形进行设置，本文提出的解决方案具体内容如下：[/size][size=16px] （1）采用具有外部设定点功能的PID控制器，即PID控制器所接收到的外部任意波形信号都可以作为设定值。[/size][size=16px] （2）外置一个函数信号发生器，给PID控制器传输所需的波形信号。[/size][size=16px] 依据上述方案所确定的PID控制装置及其接线如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=正弦波等周期变量PID控制装置及接线图,690,193]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303031146347077_9300_3221506_3.jpg!w690x193.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 正弦波等周期变量PID控制装置及接线图[/b][/color][/size][/align][size=16px][color=#339999][b]2.1 具有远程设定点功能的PID控制器[/b][/color][/size][size=16px] 所用的具有远程设定值功能的PID控制器一般配置有两个输入通道，第一主输入通道作为测量被控对象的传感器输入，第二辅助输入通道用来作为远程设定点输入。与主输入信号一样，辅助输入的远程设定点同样可接受47种类型的输入信号，其中包括10种热电偶温度传感器、9种电阻型温度传感器、3种纯电阻、10种热敏电阻、3种模拟电流和12种模拟电压，即任何信号源只要能转换为上述47种类型型号，都可以直接接入第二辅助输入通道作为远程设定点源。需要注意的是，远程设定点功能只能在单点设定控制模式下有效，在程序控制模式下无此功能。[/size][size=16px][color=#339999][b]2.2 函数信号发生器[/b][/color][/size][size=16px] 对于所有被控对象而言，相应的传感器测量输出无外乎就是电压和电阻这两类信号输出。因此，为了实现被控对象周期性变化的控制，可以采用各种相应的函数信号发生器输出周期性设定值，对于热电偶和热电阻的周期信号输出，可以采用专门的过程校验仪输出相应的温度设定值。[/size][size=16px][color=#339999][b]2.3 接线、参数设置和操作[/b][/color][/size][size=16px] 在如图2所示的周期性变量PID控制系统中，在主输入通道上连接过程传感器，在主控输出通道连接的是执行机构，由此传感器、执行机构和PID调节器组成标准的闭环控制回路，在一般情况下可以通过内部设定点进行PID自动控制。[/size][size=16px] 如果要对被控对象进行周期性变化的控制，则使用远程设定点功能，此时需要在辅助输入通道接入远程设定点源，即函数信号发生器或过程校验仪。[/size][size=16px] 完成外部接线后，在运行使用远程设定值功能之前，需要对PID控制器的辅助输入通道相关参数进行设置，需要满足以下几方面要求：[/size][size=16px] （1） 辅助通道上接入的远程设定点信号类型要与主输入通道完全一致。[/size][size=16px] （2） 辅助通道的显示上下限也要与主输入通道完全一致。[/size][size=16px] （3） 显示辅助通道接入的远程设定点信号大小的小数点位数要与主输入通道保持一致。[/size][size=16px] 完成上述辅助输入通道参数的设置后，开始使用远程设定点功能时，还需要激活远程设定值功能。远程设定值功能的激活可以采用以下两种方式：[/size][size=16px] （1） 内部参数激活方式：在PID控制器中，设置辅助输入通道2的功能为“远程SV”，相应数字为3。[/size][size=16px] （2）外部开关切换激活：如图2所示可连接一个外部开关进行切换来选择远程设定点功能。同时，还需在PID控制器中，设置辅助输入通道2的功能为 “禁止”，相应数字为0。然后设置外部开关量输入功能DI1为“遥控设定”，相应数字为2。通过这种外部开关量输入功能的设置，就可以采用图2中所示的纽子开关实现远程设定点和本地设定点之间的切换，开关闭合时为远程设定点功能，开关断开时为本地设定点功能。[/size][size=16px] 需要注意的是，无论采用哪种远程设定点激活和切换方式，在输入信号类型、显示上下限范围和小数点位数这三个参数选项上，辅助输入通道始终要与主输入通道保持一致。[/size][size=16px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，本文提出的解决方案，可以彻底解决正弦波等周期性变量的PID控制问题，而且使用简便和门槛较低，无需再进行复杂的程序编写。[/size][size=16px] 另外，本解决方案还可以进行多种拓展，如可实现被控对象周期性调制波的加载，非常便于实现更复杂的第二类和第三类边界条件的精密PID控制。[/size][size=16px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=16px][/size]
[size=16px][color=#ff0000]摘要：针对目前张力控制器中普遍存在测量控制精度较差和无法实现串级控制这类高级复杂控制的问题，本文介绍了具有超高精度和多功能的新一代张力控制器。这种新一代张力控制器具有24位AD模数转换、16位DA数模转换、双精度浮点运算和0.01%的最小输出百分比，同时还就有远程设定点和变送输出功能，可方便的实现两个参量的串级控制，并可进行手动和自动控制的开关切换，极大提高了张力控制的精密度，更是适合一些特殊应用中的微张力控制，甚至可以进行张力设定程序曲线的精确控制。[/color][/size][align=center][size=16px][img=微张力控制,650,272]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110946105710_7747_3221506_3.jpg!w690x289.jpg[/img][/size][/align][size=18px][color=#ff0000][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 张力控制是一种对在两个加工设备之间作连续运动或静止的被加工材料所受的张力进行自动控制的技术。在各种连续生产线上，各种带材、线材、型材及其再制品，在轧制、拉拔、压花、涂层、印染、清洗以及卷绕等工序中常需要进行张力控制。[/size][size=16px] 张力控制中所用到的张力控制器是一种由单片机或者一些嵌入式器件及外围电路开发而成的系统，主要由A/D和D/A转换器以及高性能单片机等组成。在张力控制过程中，首先直接设定要求控制的张力值，让张力传感器采集的信号（一般为毫伏级别）作为张力反馈值，比较两者的偏差后，经内部智能PID运算处理后，调节执行机构，自动控制材料的放卷、中间引导及收卷的张力，达到系统响应最快的目的。目前的张力控制器普遍还存在以下几方面的问题：[/size][size=16px] （1）测量精度较低：普遍采用12位AD模数转换器，个别国外产品用了16位AD模数转换器，对于一些高精度的张力传感器输出显然无法准确测量，测量精度无法满足高精度控制要求。[/size][size=16px] （2）控制输出精度较差：普遍采用12位DA数模转换器，个别国外产品用了14位DA数模转换器，对于一些高精度的张力控制无能为力。[/size][size=16px] （3）浮点运算精度较低：目前市场上商品化张力控制器的PID运算基本都是采用单浮点方式进行，运算精度较低，输出百分比的最小调节量只有0.1%，无法进行超高精度的张力控制。[/size][size=16px] （4）传感器输入信号类型少：在各种张力控制中会采用到多种不同的传感器，如超声波探头，浮辊，电位器和激光等，这些不同传感器所输出的信号类型和量程有多种形式，但目前绝大多数张力控制器的输入型号类型非常有限，且不能方便的进行测量范围调整。[/size][size=16px] （5）功能简单：绝大多数张力控制器只能进行单变量的控制，如收放卷的扭矩控制，过程张力中的速度控制以及浮辊张力控制，但只能选择其中的一种控制参数，缺乏两个参数同时控制的功能，无法采用更高级的控制形式——串级控制来更好实现准确的张力调节。[/size][size=16px] （6）PID参数无法自整定：在有些张力控制过程中，需要准确无超调的PID控制，快速且自动的选择合适的PID参数则显着尤为重要，而目前大多张力控制器缺乏这种PID参数自整定功能。[/size][size=16px] 针对目前张力控制器中普遍存在的问题，特别是为了实现超高精度张力控制，本文将详细介绍超高精度工业用PID调节器及其在超高精度张力控制过程中的应用，特别还介绍了串级控制功能的具体应用。[/size][size=18px][color=#ff0000][b]2. 超高精度PID控制器[/b][/color][/size][size=16px] VPC-2021系列PID调节器是一种标准形式的工业用控制器，有单通道和双通道两个系列，具有96×96mm、96×48mm 和48×96mm三种尺寸规格，如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=01.超高精度PID控制器系列,650,223]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110948313448_487_3221506_3.jpg!w690x237.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图1 VPC2021系列超高精度PID控制器[/b][/color][/size][/align][size=16px] VPC2021系列PID控制器的最大优点是具有超高精度检测和控制能力，具有24位AD模数转换、16位DA数模转换和双精度浮点运算能力，0.01%的最小输出百分比。主要技术指标如下：[/size][size=16px] （1）真彩色IPS TFT长寿命LED背光、全视角液晶显示。[/size][size=16px] （2）独立的单回路和双回路控制，每个通道控制输出刷新率50ms，独立的PID控制功能，每个通道都可进行独立的手动和自动控制切换。[/size][size=16px] （3）万能型信号检测能力，即每通道都具备47种输入信号形式，仅需通过设置即可完成信号类型和量程选择，由此可满足各种规格和形式的张力探测器的引入。除了能测量各种张力传感器、位置传感器给出的模拟电压、电流和电阻信号之外，还可以测量各种温度传感器和压力传感器等各种信号，传感器输出端直接接入控制器并在控制器上进行选择即可使用。[/size][size=16px] （4）单、双通道独立控制输出，输出信号有线性电流、线性电压、继电器输出、固态继电器输出和可控硅输出五种形式，可用于直接驱动电气比例阀（或电子压力转换器）进行张力控制，也可以驱动各种阀门和加热器等执行机构进行真空度、压力和温度等参数的控制。[/size][size=16px] （5）具有远程设定点、变送和正反向控制功能，使得串级控制和分程控制成为可能。[/size][size=16px] （6）采用自主改进型PID算法，支持对PV微分和无超调控制算法。5组PID存储和调用，10组输出限幅等实用功能 。每个通道采用独立的PID参数 ， 且可独立的进行PID参数自整定。[/size][size=16px] （7）支持数字和模拟远程 操 作 功 能，支持标准MODBUS RTU通讯协议。[/size][size=16px] （8）带传感器馈电供电功能（24V，50mA）。[/size][size=16px] （9）支持一路过程变量变送功能，变送的过程变量可选PV测量值、SV设定值、控制输出值和偏差值，变送输出类型有4-20mA, 0-10mA, 0-20mA, 0-10V, 2-10V, 0-5V, 1-5V七种。[/size][size=16px] （10）两组开关量光隔输入端，可以实现各种应用功能的灵活应用切换。[/size][size=16px] （11）随机配备强大的控制软件，可通过软件进行控制参数设置、运行控制、过程曲线显示和存储，非常便于过程控制的调试。[/size][size=18px][color=#ff0000][b]3. 串级控制在张力控制中的应用[/b][/color][/size][size=16px] 在典型的张力控制中多采用PID控制方式，由人工设定所需运行张力。设定值与张力传感器测量值进行比较计算后，PID控制器调节执行机构实现张力的稳定输出。典型张力控制器结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=02.典型单参数张力PID控制结构示意图,450,119]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110949423425_329_3221506_3.jpg!w690x183.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图2 典型单参数张力控制结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 图2所示的采用单参数进行张力控制的方法在很多实际应用中并不能满足需要，往往需要引入第二个参数进行控制，由此需要PID串级控制方式，其结构如图3所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=03.双参数串级控制PID张力控制结构示意图,600,165]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110950250802_7112_3221506_3.jpg!w690x190.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图3 双参数串级控制PID张力控制结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图3所示的串级控制系统中包含了主和次两个闭环控制回路：[/size][size=16px] （1）次控制回路包括传感器1、执行机构和次PID控制器，其中将进入外围执行机构膜的参量作为次回路的控制参数。[/size][size=16px] （2）主控制回路则包括了传感器2、次控制回路、外围执行机构和主PID控制器，其中将外围执行机构的产出参数作为主回路的控制参数。[/size][size=16px] 由此可见，串级控制的核心是解决主PID控制器输出和次PID控制器的输入问题，采用一般的工业用PID控制器很难实现上述复杂的功能，如果采用PLC控制也需要复杂编程和相应硬件支持。为此，本解决方案采用了两台标准化的，且高精度多功能的PID控制器（VPC2021-1系列），具体接线如图4所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=04.串级控制系统PID调节器接线示意图,690,193]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110950400632_8989_3221506_3.jpg!w690x193.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图4 串级控制系统PID调节器接线示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图4所示，具有变送功能的主PID控制器，在主输入端口接收传感器2测量信号，然后根据所设置的固定值进行PID自动控制，相应的控制输出信号（输出值或偏差值）经过变送转换为4~20mA, 0~10mA, 0~20mA, 0~10V, 2~10V, 0~5V和1~5V七种模拟信号中的任选一种，并传送给次PID控制器的次输入端。[/size][size=16px] 具有远程设定点功能的次PID控制器，在次输入端口接收主PID控制器的变送信号作为变化的设定值，然后根据主输入端口接收到的传感器信号，进行PID自动控制，控制信号经主输出端口连接执行机构，对外部执行机构进行自动调节。[/size][size=16px] 需要注意的是，如果主PID控制器输出的控制信号能被次PID控制器次输入通道接收，且输入信号类型和量程与主输入通道接入的传感器一致，也可采用普通PID控制器作为主控制器。[/size][size=16px] 另外，从图4可以看出，由于VPC2021-1单通道PID控制器具有远程设定点功能，由此就可以很容易实现外部手动张力调节，而只需增加一个旋转电位器即可。手动调节接线如图5所示。[/size][align=center][size=16px][color=#ff0000][b][img=05.串级控制系统PID调节器手动和自动切换接线示意图,690,193]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304110950566532_2083_3221506_3.jpg!w690x193.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#ff0000][b]图5 串级控制系统PID调节器手动和自动切换接线示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图5所示，通过主PID控制器上连接的纽子开关，可以实现手动和自动功能切换。当切换到手动控制时，则可以通过接在主PID控制器次输入端子上的电压信号发生器，就可以实现手动调节控制。[/size][size=18px][color=#ff0000][b]4. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，通过采用新一代的超高精度多功能PID控制器，可以实现各种应用场景下的张力控制。与传统的张力控制器相比，新一代的张力控制器主要具有以下优势：[/size][size=16px] （1）超高精度：24位AD模数转换、16位DA数模转换和双精度浮点运算能力，0.01%的最小输出百分比。[/size][size=16px] （2）多功能：最多2通道的张力控制，可实现串级控制，可进行手动和自动功能切换。[/size][size=16px][/size][size=16px][/size][align=center][color=#ff0000]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align]
电液伺服技术的发展与未来展望 电液伺服系统的特点电液伺服系统有许多优点，其中最突出的就是响应速度快、输出功率大、控制精确性高，因而在航空、航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到了广泛的应用。人类使用水利机械及液压传动虽然已有很长的历史，但液压控制技术的快速发展却还是近几十年的事，随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。随着现代科学技术特别是材料科学的发展，人们更加重视动态试验。而电液伺服技术是实现动态高周疲劳、程控疲劳和低周疲劳以及静态的恒变形速率、恒负荷速率和各种模拟仿真试验系统的最佳技术手段。国内电液伺服试验机的起步国外试验机同行在电液伺服技术的应用和研制起步较早，自二十世纪50年代中期以来就先后生产了各种使用电液伺服系统的试验机，如美国MTS、英国Instron、瑞士Amsler(现在分为瑞士RUMUL和瑞士W+B试验机公司)、德国Sehench和日本岛津等公司都先后研制成功各种电液伺服试验机。当时我国在这个应用领域还是空白，使用的电液伺服试验机都是从这些国家进口的。我国试验机厂家是在上世纪70年代初才开始研制电液伺服试验机，长春试验机研究所、长春试验机厂、红山试验机厂和济南试验机厂等开始进行研制。在国家财力的支持下，先后都成功地开发出电液伺服动静试验机，并开始在国内应用。正是通过当时这段时间的成功实践，培养锻炼出一批技术人员，创建了我国今后电液伺服技术发展的平台，奠定了国内在该技术领域的基础。国内电液伺服试验机的发展阶段国内电液伺服试验机的发展按照产品发展时期的特点大致划分成两个阶段：即自主发展阶段和与国外合作发展阶段。自主发展阶段：二十世纪70年代末期到二十世纪90年代初期，国内的电液伺服试验机都是以自主开发为主。主要是集中在国内几个有实力的试验机厂家，如长春试验机研究所、长春试验机厂、红山试验机厂和济南试验机厂等。这个时期的主要代表性的产品有：1983年长春试验机研究所研制的2000kN电液伺服岩石压力试验机，该设备采用高压容器作为围压，模拟试样的真实受力情况。是三轴动静试验机的代表性产品，并首次把计算机引入电液伺服试验机的控制。1984年长春试验机研究所研制的3000kN电液伺服双缸卧式拉力试验机。该项目中首次应用静压支撑技术，成功地在两个卧式伺服油缸上实现静压支撑。另外，还首次应用了伺服同步技术，实现双缸系统的同步跟踪和精确定位。双缸的同步精度达到了0.03mm。该产品标志着国内静压支撑技术和双缸系统的同步技术已经成熟。1987年长春试验机研究所研制的1MN电液伺服大型结构试验机，这是当时研制的国内最大吨位的电液伺服试验机。1986年长春试验机研究所研制出小型随机电液振动台。1985年长春试验机厂研制的200kN电液伺服动静试验机，在国内首次采用高压无齿夹头和横梁预应力锁紧技术。是标准动静试验机的典型代表产品。红山试验机厂同期已经研制出国内第一台拉扭电液伺服动静试验机，首次集拉压与扭转试验于一体。该产品标志着国内拉扭传感器技术、扭转摆动缸技术及拉扭合成试验技术已开始应用。这个时期研制生产的电液伺服试验机的技术特点是：在测控系统，随着数字电路技术和计算机技术的发展，开始从模拟控制向模数混合式控制方向发展，并开始将计算机技术应用到控制系统中。应用了伺服同步技术，实现双缸系统的同步跟踪和精确定位。研制出低阻尼、高响应、长寿命的静压支撑动态伺服油缸。利用增压技术，实现高压无齿型泛秃崃涸びαλ簟?nbsp 以上这些产品的技术特点在当时的电液伺服技术发展中，都是比较先进的。与国外合作发展阶段：进入二十世纪90年代，随着我国改革开放的步伐加快，国内试验机厂家与国外同行之间的联系更加密切，双方为了各自的利益开始寻求合作的途径。在此期间长春试验机所首先在1989年与美国MTS公司正式签署技术合作协议，1993年开始进入实质性的实施阶段。另外，长春试验机厂开始与英国达泰克公司进行技术合作，济南试验机厂和日本的岛津合作，红山试验机厂也在同期与英国的Instron公司进行联系洽谈。总之，这段时期是我国主要几家试验机厂寻求与国外合作的时期。这个时期的电液伺服试验机的产品品种也是最繁杂；有国内自主产权的产品，有引进技术合作生产的产品，还有国外技术国内生产产品。各试验机厂家产品代表各自的合作厂家的特点，在国内试验机市场展开了一场较量。国内试验机行业进入与国际合作发展时期后，在面对国外先进技术的同时，并没忘记自身技术的提高。在这方面国内的很多优秀企业始终是坚持两条腿走路。面向汽车零部件试验领域开发的“电液伺服减振器性能和疲劳试验台”、“电液伺服方向盘性能及疲劳试验台”、“电液伺服扭转疲劳试验机”和“X--Y电液伺服双轴向振动台”等。在这个时期研制生产的电液伺服试验机的特点：国内电液伺服试验机的品种繁多，不仅丰富了国内电液伺服试验机的市场，同时也提高了自主产品技术的水平。电液伺服技术在试验应用领域得到扩展。在发展较快的国外测控系统方面。国产测控系统方面，随着单片机技术和计算机技术的发展，开始向总线化、模板化技术发展，并逐步提高计算机在系统中的控制比重。在伺服协调控制技术方面有所突破，利用该技术成功的开发出国内第一台“电液伺服双轴四缸试验机”，其中心定位精度小于0.03mm。主机伺服油缸在静压支撑的基础上，又开发出动压支撑油缸。与国外试验机同行的技术对比三十年来国内电液伺服试验机的发展取得了长足的进步，但与国外试验机同行相比，特别是与瑞士W+B公司相比较差距还是很大的，特别是在高技术试验应用领域方面还无法与国外同行相抗衡。不论是在技术手段和产品品种方面都存在很大的差距。
载荷范围：5kN - 12,000 KN（可定制更高输出力）?试样：破坏和非破坏性试验范围内的标准试验、部件和零件，如金属、弹性体、复合材料应用范围：研发和质量控制中的动态试验要求应用领域：航空、汽车工业、造船、轨道车辆、医疗应用：□ 动态拉伸、压缩、弯曲和扭转试验□ 动态强度试验□ 周期试验，工作载荷模拟配置：□ 立柱坚固、高刚度□ 双立柱或四立柱结构□ 可定制的模块化系统□ 可配置T型槽□ 角度板□ 导轨系统□ 解耦系统□ 可配置直线和扭转作动器□ 灵活的配置和丰富的安装选项□ 自带支撑底座，无需特殊底座选项/附件：□液压泵站□分油器□无间隙球铰□多样的试样夹具、压板和弯曲夹具□环境箱□防护设备数字控制系统：DIGIMAXX?控制站台满足单轴及多轴的动态测试需求测试软件PROTEUSMT:界面友好，执行和评估动态试验产品优势：独立研发及生产，独立提供校准及售后服务液压泵站：□根据需求配置，最高可达1,000 LPM□负载控制驱动，节能□SPS用于调节所有控制功能和状态信息□可选配隔音罩□带滴油盘□水冷分油站：□连接多个同时工作的液压执行装置□软启动□高低压无冲击切换□联结负压泵和油箱作动器：□双作用作动器，可选配静压支承作动器□极高的加工精度，确保最高的使用寿命□泄油回路内置，无需额外的软管和管路□适用于静态、拟静力、动态测试□输出力范围从5kN到12,000kN，接受定制更高输出力作动器□带阀板、伺服阀、蓄能器力传递部件：□适用于动静态试验□支承与球铰□可依据客户要求定制Form+TEST疲劳试验机已被广泛用于土木、汽车、铁路、航空、航天等领域，我们将为您提供最优的解决方案。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171052183130_9173_1602049_3.png[/img]
[size=16px][color=#339999][b]摘要：采用当前的各种涂布机很难适用气体扩散层这类脆性材料的涂布工艺，需要控制精度更高的微张力控制系统。为此本文基于串级控制原理，提出了采用双闭环PID控制模式和超高精度PID张力控制器的解决方案，一方面形成浮动摆棍闭环和主动辊闭环构成的串级控制回路，另一方面是采用目前测控精度最高的工业用PID控制器，结合相应配套的高精度传感器和执行器，可真正实现微张力的精密控制。[/b][/color][/size][align=center] [img=微张力精密控制,690,225]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307261628010805_2785_3221506_3.jpg!w690x225.jpg[/img][/align][size=16px] [/size][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 气体扩散层（GDL）在燃料电池中起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的重要作用，常用于质子交换膜燃料电池，在具体生产工艺中需要在GDL材料表面定量涂布一层特定功能涂料。由于GDL基体层材料较脆，涂布工艺过程中易造成基体层材料断裂或撕裂，转弯处易折断，在高温状态下材料比常温下更脆弱，一般要求涂布过程中控制张力设定在5～10N很窄的一个范围内，且还需要在此微张力范围内具有较高的控制精度。[/size][size=16px] 传统涂布设备，浮动摆辊均为气缸驱动，直线电位器反馈摆辊位置。存在以下问题：[/size][size=16px] （1）无法精确控制摆辊位置。[/size][size=16px] （2）气缸行程只有一个方向，需要料膜的张力平衡气缸推力，易造成GDL脆性材料拉伸。[/size][size=16px] （3）摆辊瞬间偏移至一端时，料膜张力瞬间增大或减小，极易造成GDL脆性材料的撕裂甚至断裂。[/size][size=16px] （4）张力控制器中的模数转换AD精度和数模转换DA精度较低，最小输出百分比也只能达到0.1%，无法提供更高精度的测量和控制。[/size][size=16px] 由此可见，为实现GDL脆性材料的微张力控制，实现具有精度高、张力小、控制稳的伺服电机驱动的浮动摆辊微张力控制是氢能材料制备的关键技术，为此本文提出了相应的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 为实现涂布工艺中的微张力高精度控制，本文提出的解决方案包含以下两方面的内容：[/size][size=16px] （1）采用双闭环PID控制形式调节料膜张力，即对浮动摆棍和主动辊进行独立的PID控制。[/size][size=16px] （2）采用超高精度的双通道PID控制器，每个通道都具有24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。[/size][size=16px] 解决方案所涉及的微张力控制系统结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=双闭环微张力控制系统结构示意图,500,200]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307261628351448_1980_3221506_3.jpg!w690x277.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 双闭环微张力控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图1所示的双闭环控制系统中，浮动摆辊PID闭环控制的具体过程是根据工艺要求，给控制器输入张力值，控制器根据张力传感器信号与设定张力值之差进行快速PID计算后输出控制信号，此控制信号控制浮动摆辊伺服驱动器和伺服电机动作，从而使浮动摆棍产生偏移使得料膜张力快速达到设定值。[/size][size=16px] 浮动摆辊的PID闭环控制过程主要是通过浮动摆辊偏移来调节料膜张力，主动辊速度仍为主机速度，并未参与调节。当浮动摆辊伺服电机持续动作调节料膜张力时，浮动摆辊偏差会导致累积，最终达到浮动摆辊位置报警值。因此仅由浮动摆辊伺服电机调节料膜张力不能完全解决张力不稳、精度不高的问题，为此增加主动辊PID闭环控制实现张力的精准控制。[/size][size=16px] 第二路主动辊PID闭环控制的具体过程是在浮动摆辊PID闭环控制实现调节后，由于浮动摆辊偏离中位，位移传感器跟随浮动摆辊偏移产生对应的偏移电压信号并输入给控制器，控制器根据此偏移电压信号与0V值的正负偏差进行快速PID计算后输出控制信号，此信号控制主动辊伺服驱动和主动辊伺服电机来改变主动辊速度，使得浮动摆棍回到中位，最终实现GDL脆性材料的微张力精准控制。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，通过上述解决方案，可很好的解决微张力的精密控制问题，具体优点如下：[/size][size=16px] （1）解决方案所采用的双闭环控制结构，实际上是一个非常典型的串级控制结构，因此充分利用了串级控制结构的优势，更利于实现高精度张力的控制。[/size][size=16px] （2）制约微张力精密控制的另一个主要因素是控制器的精度普遍不高，采用PLC很难达到超高的采集和控制精度。因此，本解决方案中采用了超高精度的双通道PID控制，既使用了串级控制功能，又实现了超高精度的PID控制。[/size][size=16px] 当然，传感器和执行器精度也是制约微张力精密控制的因素，为了真正实现微张力的精密控制，还需在使用串级控制和超高精度PID控制器的基础上，配备相应高精度的传感器和执行器。[/size][size=16px][/size][size=16px][/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align]
液相控制器的作用是什么就是连接机器和显示器吗，如果关掉控制器的话机器还能进行检测吗？只看到岛津的机器有单独的控制器，那安捷伦和WATERS是安在内部了还是不是所有的机器都需要控制器啊
[color=#990000]摘要：针对温度跟踪控制中存在热电堆信号小致使控制器温度跟踪控制精度差，以及热电阻形式的温度跟踪控制中需要额外配置惠斯特电桥进行转换的问题，本文提出相应的解决方案。解决方案的核心是采用一个多功能的超高精度PID控制器，具有24AD和16位DA，可大幅提高温差热电堆跟踪温度控制精度。同时，此PID控制器具有远程设定点功能，两个热电阻温度传感器可直接接入控制器就能实现相应的温度自动跟踪控制。由此仅通过一个超高精度PID控制器，可实现热电偶和热电阻形式的高精度温度跟踪控制。[/color][align=center][img=高精度温度跟踪控制,600,330]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301051642301750_9704_3221506_3.jpg!w690x380.jpg[/img][/align][size=18px][color=#990000][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size] 在一些工业领域和热分析仪器领域内，常会用到温度自动跟踪功能，以达到以下目的： （1）保证温度均匀性：如一些高精度加热炉和半导体圆晶快速热处理炉等，为实现一定空间或面积内的温度均匀，一般会采取分区加热方式，即辅助加热区的温度会自动跟踪主加热区。 （2）绝热防护：在许多热分析仪器中，如绝热量热仪、热导率测试仪和量热计等，测试模型要求绝热边界条件。这些热分析仪器往往会采取等温绝热方式手段，由此来实现比采用隔热材料的被动绝热方式更高的测量精度。 自动温度跟踪功能的使用往往意味着要实现快速和准确的温度控制，其特征是具有多个温度传感器和加热器，其中温差探测器多为电压信号输出的热电偶和电阻输出的热电阻形式。对于采用这两种温差探测器的温度跟踪控制，在具体实施过程中还存在以下两方面的问题： （1）在以热电堆为温差传感器的跟踪温度控制过程中，往往会用多只热电偶构成热电堆来放大，N对热电偶组成的热电堆会将温差信号放大N倍，但即使放大了温差信号，总的温差信号对应的输出电压也是非常小。如对于K型热电偶，1℃温差对应40uV的电压信号，若使用10对K型热电偶组成温差热电堆，则1℃温差时热电堆只有400uV的电压信号输出。对于如此小的电压值作为PID控制器的输入信号，若要实现小于0.1℃的温度跟踪控制，一般精度的PID控制器很难实现高精度，因此必须采用更高精度的PID控制器。 （2）在以热电阻测温形式的跟踪温度控制过程中，情况将更为复杂，一般是采用复杂的惠斯登电桥（wheatstonebridge）将两只热电阻温度传感器的电阻差转换为电压信号，再采用PID控制器进行跟踪控制。但这样一方面是增加额外的电桥仪表，另一方面同样要面临普通PID控制器精度不高的问题。 为此，针对上述温度跟踪控制中存在的上述问题，本文将提出相应的解决方案。解决方案的核心是采用一个多功能的超高精度PID控制器，具有24AD和16位DA，可大幅提高温差热电堆跟踪温度控制精度。同时，此PID控制器具有远程设定点功能，两个热电阻温度传感器可直接接入控制器就能实现相应的温度自动跟踪控制。由此通过一个超高精度PID控制器，可实现热电偶和热电阻形式的高精度温度跟踪控制。[b][size=18px][color=#990000]2. 解决方案[/color][/size][/b] 为了实现热电堆和热电阻两种测温形式的温度跟踪控制，解决方案需要解决两个问题： （1）高精度的PID控制器，可检测由多只热电偶组成的温差热电堆输出小信号。 （2）不使用电桥仪器，直接采用PID控制器连接两只热电阻温度传感器进行跟踪控制。 为解决温度跟踪控制中的上述两个问题，解决方案将采用VPC-2021系列多功能超高精度的PID控制器。此控制器的外观和背面接线图如图1所示。[align=center][img=,600,177]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301051656426331_2008_3221506_3.jpg!w690x204.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图1 VPC 2021系列多功能超高精度PID控制器[/color][/b][/align] 针对温度跟踪控制，VPC 2021系列多功能超高精度PID程序控制器的主要特点如下： （1）24位AD，16位DA，双精度浮点运算，最小输出百分比为0.01%。 （2）可连接模拟电压小信号，可连接各种热电偶，可连接各种铂电阻和热敏电阻温度传感器，共有多达47种输入信号形式。 （3）具备远程设定点功能，即将外部传感器信号直接作为设定点来进行自动控制。 对于由热电偶组成的热电堆温差探测器形式的温度跟踪控制，具体接线形式如图2所示。[align=center][color=#990000][b][img=温差热电堆控制器接线图,500,194]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301051643371408_3010_3221506_3.jpg!w690x268.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][b][color=#990000]图2 温差热电堆控制器接线图[/color][/b][/align] 图2是典型的温差热电堆控制器接线形式，其中用了两只或多只热电偶构成的热电堆检测物体AB之间的温差，温差信号（电压）直接连接到PID控制器的主输入端，PID控制器调节物体B的加热功率，使温差信号始终保持最小（近似零），从而实现物体B的温度始终跟踪物体A。 对于由热电阻温度传感器形式构成的温度跟踪控制，具体接线形式如图3所示。这里用了控制器的远程设定点功能，这时需要物体AB上分别安装两只热电阻温度计，其中物体B上的热电阻（两线制或三线制）连接到PID控制器的主输入端作为控制传感器，物体A上的热电阻（与物体B热电阻制式保持相同）连接到PID控制器的辅助输入端作为远程设定点传感器，由此实现物体B的温度调节始终跟踪物体A的温度变化。[align=center][img=热电阻温度传感器控制器接线图,500,195]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301051644317319_3570_3221506_3.jpg!w690x270.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图3 热电阻温度传感器控制器接线图[/color][/b][/align][b][color=#990000][size=18px]3. 总结[/size][/color][/b] 高精度的温度跟踪控制一直以来都是一个技术难点，如对于热电偶组成的温差热电堆温度跟踪控制，若采用普通精度的PID控制器还有实现高精度的温度跟踪控制，通常需要增加外围辅助技术手段，一是通过增加热电偶对数来增大温差电压信号，但这种方式工程实现难度较大且带来导线漏热问题，二是采用较高品质的直流信号放大器对温差电压信号进行放大，这同时增加了控制设备的复杂程度和造价。 对于采用热电阻温度传感器进行温度跟踪控制，以往的实现方法是采用复杂的惠斯登电桥（wheatstone bridge）将两只热电阻温度传感器的电阻差转换为电压信号，这同样增加了控制设备的复杂程度和造价。 由此可见，采用VPC 2021系列多功能超高精度PID调节器，可直接与相应的温度传感器进行连接，简化了温度跟踪控制的实现难度和装置的体积，更主要的是超高精度的数据采集和控制可大幅提高温度跟踪的控制精度。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][/align][align=center][/align]
实验室有一台马弗炉，有些年头了，炉膛是很厚的耐火砖。（图中仪器重新喷过银漆）。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112202200_339784_1827385_3.jpg原配的温控系统精度不高，调节是旋钮式，显示是指针式的。而且设定500度能差个30度，温度波动也很大。正负十几度，检定的数据很差。不过加热系统和温度测定都正常，因此考虑更换自动温度控制器。原控制系统是开关断续加热，即加热功率为0或100。当温度低于设定值，加热系统全功率加热，达到设定温度后就断开加热，由于热惯性，温度会继续冲高再回落，到设定温度之下后再周而复始。这样的温度曲线是很大的波峰和波谷交替出现。拟更换的温度控制器是PID专家自整定的，能够自动适应仪器和环境的具体情况，设定最佳的加热策略，实现精确控制。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112202202_339785_1827385_3.jpg购入新的控制器和控制柜，如果自己加工一个控制柜，费用还能进一步降低。将原马弗炉的温度探头数据线和电源连线接入新的控制器，改造即告完成。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112202203_339787_1827385_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112202204_339788_1827385_3.jpg重新开机，设定500度，开启控制器的自整定功能，让控制器与马弗炉进行匹配。一段时间后，自整定完成，优化后的程序自动存入。更换PID温度控制器后，温度设定可通过面板准确输入。利用温度偏差校正，500度仅相差不到1度，温度曲线基本上是一条直线，波动很小。改造前的检定数据：设备温度设定：600℃，温度显示：（580~594）℃。实际测量：温场温度：（557.0±9.3）℃温度偏差（中心点）：+30.0℃温度波动度（中心点）：±9.2℃改造后的检定数据：设备温度设定：550.0℃，温度显示：550.0℃。实际测量：温度偏差：+0.7℃温度波动度（中心点）：±0.6℃中心点实测情况：平均值549.3℃当然实际上如果差个3度5度，不调也可以了，500度差5度完全可以接受了。连控制器和控制柜，花费千余元，但是仪器的精度上了一个大台阶，本次改造达到了预期的目的。补充，回美丽版主：事实上，仅换温控仪才300-400左右，更便宜的或更贵的也有，选了个适中的。另外加了个小巧精致的控制柜，这个厂家要赚点钱的。如果利用现有材料加工一个控制柜，也是可以的，不过没这么美观大方。热电偶都是用的原来的，本来就是好的，没必要换。换了温控仪后，要通过计量检定才能使用。计量检定时，计量所用温度探头实测的温度，与温控仪显示温度之差，就是要调整的偏差，在温控仪设置中改一下就行，在检定时现场就改了。
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