帶壓力保護的PID流量控制器

摘 要:工業生產中的流量控制一般采用通用的PID控制器，這種方式的缺點是在控制流量的同時無法控制壓力。為了能在控制流量的同時保證壓力在允許的范圍內，設計了一款帶壓力保護的流量控制器。該控制器同時采集流量和壓力信號，當壓力在允許范圍內時，進行正常的流量控制。而當壓力超標時，降低流量，從而降低壓力，以保護設備。詳細闡述了控制器的接口電路，并給出了PID算法和控制策略。

關鍵詞:流量控制器; 壓力保護; PID; 控制策略

中圖分類號:TN919-34文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)17-0187-02

PID Flow Controller with Pressure Protection

LAN Ruo-ming

(Shandong Normal University， Ji’nan 250014， China)

Abstract: Since the general PID controller commonly used for the flow control in industrial production is unable to control the pressurer， PID flow controller with pressure protection is designed to control the flow while maintaining the pressure within the permissible range. The controller acquisits both of the flow and pressure signals， and works for the normal flow control when the pressure is within the allowable range， but reduces the flow to thus remit the pressure and protect the equipment when the pressure becomes excessive. The interface circuit of the controller is elaborated. The PID algorithm and control strategy are presented.

Keywords: flow controller; pressure protection; PID; control strategy

收稿日期:2010-03-30

在鋼廠鋼材的穿水淬火處理中，鋼材需要穿過充滿冷卻水的水箱，為了保證淬火效果，水泵以一定的流量向水箱中供給冷卻水，同時淬火后的溫水從出口流出。正常情況下，將流量控制在工藝設定值時，水箱壓力不會超壓，但如果發生水箱出口堵塞等故障，正常的流量控制就會造成水箱壓力超壓，淬火效果也會大大降低。針對這一實際情況，這里設計了一款帶壓力保護的PID流量控制器。該控制器以PIC16F877A單片機為核心[1]，在水箱允許的壓力范圍內對流量進行控制。如果發生管道堵塞等意外情況，則可以自動降低流量，以防止壓力過高而達到保護設備的目的，同時報警停止鋼材淬火處理。

1 控制器組成及功能

控制器的硬件組成如圖1所示。

首先，壓力傳感器將設備壓力送入PIC16F877A單片機，并與設定壓力值進行比較，若設備壓力超過設定壓力則報警，并通過D/A轉換控制變頻器[2]，進而控制水泵降低流量，以降低設備壓力，保護設備。……