EPRB-1-NU33-3.5B压力传感器和调节器的串级控制法

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针对高压电动比例阀压力控制精度差的问题，特别是为了满足超长管件注塑成型过程之中±1%的压力控制稳定性要求，该解决方案的核心技术是采用串级PID控制方法。第一种解决方案是在现有精度较差的高压电动比例阀、EPRB-1-NU33-3.5B压力传感器和压力调节器的基础之上，提高压力控制的稳定性。第二种方案是采用高精度低压电比例阀驱动背压阀，实现对高压压力的精确控制。第三种方案是在第二种方案的基础之上增加外置EPRB-1-NU33-3.5B压力传感器和压力调节器，进一步提高压力控制稳定性。

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1. 背景介绍一种注塑成型方法，气体压力控制技术逐渐应用于塑料制品的成型，以解决常规注塑制品尺寸精度差、表面凹陷、翘曲变形等缺陷，从而提高产品质量。过去在注塑过程的气体压力控制中，一般采用高压电动比例阀，但存在恒压控制稳定性差的问题。EPRB-1-NU33-3.5B压力传感器对薄壁管注射成型提出如下要求:（1）气体压力控制范围：1～3兆帕。（2）控制方式：在任意设定压力点长期恒压控制（3）长期压力稳定性：小于0.5%。

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2. 高压精密控制解决方案2.1内部EPRB-1-NU33-3.5B压力传感器和调节器的串级控制方法目前用于注塑工艺的高压电动比例阀压力控制范围为0.01~3MPa，能够满足指标要求，但控制精度较差，为±1%FC。为了提高压力控制精度，方案之一是采用串级控制方式，即主控制电路由内部高精度压力传感器EP RB—1—NU 333.5 B和压力控制器组成，辅助电路由高压比例阀组成。因此，通过两个串级PID控制回路，可以充分利用串级控制阀的高精度特性，实现对高压的高精度稳定控制。此程序的结构布局如图1所示。

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2.2低压电比例阀驱动高压背压阀压力传感器控制另一种常用的控制方法是压力放大技术，即采用工作压力较低但精度较高的电比例阀作为先导阀，驱动一个可在高压条件之下工作的背压阀（或气动泄压阀），其总体结构如图2所示。
这种背压阀相当于一个线性压力放大器，其放大倍数为实际过程压力除以比例阀的工作压力。这样，可以通过调节电动比例阀的驱动压力用以控制背压阀的压力输出。如图2所示，这种背压阀高压控制方法是典型的开环控制，虽然背压阀线性放大比例阀的输出压力，EPRB-1-NU33-3.5B传感器的线性度普遍较差，主要受电动比例阀和背压阀线性度的影响。

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3. 总结从上述高压控制方案可以看出，所采用的串级控制是一个具有两个独立PID控制回路的双控制回路。串级控制法（又称串级控制法）是一种有效提高控制精度的传统方法，但在具体实施过程之中，需要满足的条件是：主控制回路的EPRB-1-NU33-3.5B压力传感器和PID控制器（这里是外接压力传感器和PID控制器）精度一般高于辅助回路的传感器（这里是电动比例阀的内置压力传感器和PID控制器）。因此，为了实现精度为+0.5%的高压压力控制，我们推荐的配套解决方案是使用精度为0.25%的内部压力传感器EPRB-1-NU33-3.5B和超高精度PID控制器。（技术指标为24位ADC、16位DAC和双浮点运算的最小输出百分比为0.01%）。