PID算法在冻干机真空控制系统中的应用.pdf

自动化与控制◆Zidonghua yu Kongzhi PID算法在冻干机真空控制系统中的应用 郑 军 （上海东富龙科技股份有限公司，上海201108） 摘 要：系统真空的稳定可以有效地提高制品生产的效率，而传统的真空控制有控制精度低、真空波动大的缺点。采 用PID算法控制的真空系统克服了以上缺点，满足了特定药品对真空稳定性的高要求。 关键词：PID ；真空控制；冻干机 在冻干机中，系统的真空度对热量的传递和水分 1 PID介绍 子的扩散均会产生重要的影响。真空度过低，会使升 华速率明显下降；真空度过高，由于热对流传导太差， PID始于20世纪初，现已成为工业领域应用最广 同样会使冻干速率下降。真空系统的真空度应与产品 泛的控制方式。图2是其原理框图。 的升华温度和冷凝器的温度相匹配，真空度过高、过 比例 低都不利于升华。冻干箱的真空度应控制在设定的 r （t）＋e （t） 积分 ＋ u （t）执行机构 对象 c （t） 范围之内，其作用是可缩短产品的升华周期。 － ＋ 微分 冻干机真空系统如图1所示。传统的控制方式有 两种，一是抽气量一定，通过控制进气量稳定真空， 图2 PID控制系统原理框图 而进气量或者为零，或者为最大，通过掺气阀的开关 PID调节器的微分方程如下： 来实现；二是进气量为零，通过开启或关闭抽气管道 1 t T de （t） u （t）=K e （t）+ e （t）dt+ d p 乙 乙 乙 T 0 dt 上的蝶阀来控制真空。不管哪种方式都有控制精度 i 低、波动大的缺点。 式中 e （t）=r （t）-c （t）； 干燥空气 K ——— 比例系数； 过滤器 p PI 进气2 进气1 掺气阀 T———积分时间常数； 真空规管2 i PC PI 真空规管1 T ———微分时间常数。 蝶阀 d 1.1 比例部分 罗茨泵 在比例部分，比例系数K 的作用在于加 p 快系统的响应速度，提高系统调节精度。加 排气口 大K 值可以提高