(1)控制系統(tǒng)的組成
在真空裝置中，由于真空工藝的需要，希望真空室內(nèi)的壓力保持在某一給定值上，但是，由于真空室內(nèi)放氣量的變化或真空泵抽氣速率變化等干擾因素的影響，致使真空室內(nèi)的壓力偏離給定值，因而需要對(duì)壓力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。對(duì)于小型真空裝置的壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，通常選用壓力控制儀去實(shí)現(xiàn)。為壓力控制儀壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖。白圖可知，這一控制系統(tǒng)是由被控對(duì)象及壓力控制儀組成的閉環(huán)壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)。真空室為被控對(duì)象，壓力p是被控制量，流量Qr是進(jìn)氣量。真空室器壁的放氣量Qo、件放氣量Qr、真空系統(tǒng)抽氣速率S(對(duì)真空室)等參數(shù)的變化量△Qo、△Qr、△S都是引起被控制量壓力P偏離給定值戶Pr的擾動(dòng)。壓力控制儀由給定電路、調(diào)節(jié)單元、測(cè)量單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)(真空微調(diào)閥)等單元組成。該系統(tǒng)能在壓力控制范圍內(nèi)任意設(shè)定壓力控制值;在系統(tǒng)出現(xiàn)擾動(dòng)(即Qo、Qr，或S變動(dòng))時(shí)，壓力P將產(chǎn)生波動(dòng)，由于系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，使壓力P回復(fù)到或趨近于給定值Pr。
(2)壓力控制儀的選擇
壓力控制儀選擇的依據(jù)是真空裝置及工藝對(duì)壓力控制的技術(shù)要求，一般壓力自動(dòng)控制的技術(shù)要求是壓力控制范圍、控制精度、反應(yīng)時(shí)間、控制氣路數(shù)量、控制方式等。因此，所選用的壓力控制儀必須滿足如下要求：
①控制方式要符合控制要求;
②可控氣路數(shù)要等于或大于所要求的氣路控制數(shù)量;
③反應(yīng)時(shí)間要小于要求的反應(yīng)時(shí)間;
④真空測(cè)量范圍要大于要求的壓力調(diào)節(jié)范圍;
⑤控制儀的壓力調(diào)節(jié)范圍要大于被控對(duì)象要求的壓力調(diào)節(jié)范圍，即真空微調(diào)閥流量調(diào)節(jié)范圍要大于壓力調(diào)節(jié)范圍所要求的流量變化范圍。
式中Pmax、Pmin——z*大和z*小調(diào)節(jié)壓力[Pa];
Qvmax、Qvmin-一微調(diào)閥能通過(guò)的z*大和z*小氣體流量[Pa.m3
Se一真空泵對(duì)被控對(duì)象(真空室)的有效抽氣速率[m3
(3)壓力控制儀參數(shù)的整定
按被控對(duì)象基本控制要求選擇壓力控制儀構(gòu)成的壓力控制系統(tǒng)，因?yàn)檎婵展に嚱?jīng)常要求真空裝置改變其工作參數(shù)，因而不一定會(huì)獲得良好的控制品質(zhì)。這樣一來(lái)，被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性將產(chǎn)生變化。為了在不同情況下獲得優(yōu)良的控制品質(zhì)，必須根據(jù)具體情況，設(shè)置和調(diào)整壓力控制儀的PID參數(shù)，這一工作稱為壓力控制儀的參數(shù)整定。所謂具體情況，就是被控對(duì)象工作狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)特性，通常被控對(duì)象(真空室)的特性在一定假設(shè)條件下可表示為
P= (Q/Se).(1- expSet/V)
式中 Q—真空室的總放氣量[Pa.m3/S];
Se—真空泵對(duì)真空室的有效抽氣速率[ m3/s];
v—真空室的容積[m3];
t—排氣時(shí)間[S];
p—真空室工作壓力[Pa];
上式中Q/S、V/S為表征被控對(duì)象特性的主要參數(shù)。Q/S為真空室的極限壓力，若Q/S很大，則要求壓力控制儀的輸出作大幅度變化，才能收到所要求的調(diào)節(jié)效果;若Q/S很小，則要求壓力控制儀有足夠高的靈敏度。V/S表示真空室的時(shí)間常數(shù)，若壓力控制儀的控制時(shí)間大于真空室的時(shí)間常數(shù)，則壓力調(diào)節(jié)精度降低;若壓力控制儀的控制時(shí)間太小，又會(huì)使調(diào)節(jié)過(guò)程變得不穩(wěn)定而引起振蕩。另外，壓力控制儀的比例放大倍數(shù)太小或太大，都會(huì)引起壓力控制精度變低(即偏差變大)或穩(wěn)定性變差。為了適應(yīng)被控對(duì)象不同的控制需要，壓力控制儀通常設(shè)有Kp、Ti、Td參數(shù)調(diào)節(jié)裝置(如碼盤(pán)等)，調(diào)整Kp、Ti、Td參數(shù)，以便尋求優(yōu)良的調(diào)節(jié)品質(zhì)。由于真空室中的放氣量Qo變化及真空泵抽氣速率Se波動(dòng)是經(jīng)常的、隨機(jī)的，而壓力控制儀的參數(shù)調(diào)節(jié)是手動(dòng)的，很難達(dá)到z*佳調(diào)節(jié)狀態(tài)。為克服這一缺陷，只有利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)行自尋z*佳控制。
