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Cálculo de las especificaciones de respuesta de control de flujo másico

En Alicat, afirmamos que nuestros controladores de flujo másico son los controladores de flujo más rápidos del mundo, pero ¿cómo justificamos esa afirmación contra nuestros muchos competidores que también afirman ser «rápidos»? Un control más rápido permite que un controlador no solo alcance nuevos puntos de ajuste más rápido, sino que también mantenga un flujo estable en las fluctuaciones de presión inesperadas. Claramente, la velocidad de respuesta es importante para un control de flujo preciso y estable, y la publicación de hoy examinará si Alicat tiene algún negocio que afirme ser el más rápido.

Mire este video de un minuto que muestra la respuesta de control de Alicat entre los puntos de ajuste extremos:

Constante de tiempo físico (Tau)

La letra griega Tau se usa para indicar la constante de tiempo físico, uno de los pocos estándares que existen cuando se trata de informar los tiempos de respuesta. La constante de tiempo es la cantidad de tiempo que el controlador tarda en alcanzar un porcentaje del punto de referencia definido como 1-1 / e, donde e es el número irracional que forma la base de los logaritmos naturales. Con e tener un valor de 2.72, aproximadamente redondeado, 1-1 / e es equivalente al 63.2% del cambio del punto de ajuste ordenado. Aunque esta definición es un estándar físico, es posible que no cuente toda la historia, ya que el 36.8% restante del cambio del punto de ajuste puede tomar más o menos tiempo que el primer 63.2%. La siguiente imagen del osciloscopio muestra que el Alicat alcanzó el 63.2% del punto de ajuste ordenado en solo 7.4 ms.

Cambio de porcentaje de punto de referencia arbitrario

Muchas especificaciones del controlador de flujo másico designan un cambio porcentual arbitrario para definir su velocidad de respuesta. Algunos de estos se han vuelto comunes en todos los fabricantes, como el tiempo requerido para pasar del 10% al 90% del punto de referencia. Dado que el 10% inferior y superior de una curva de respuesta de control puede ser la más variable, este tipo de especificación de velocidad de respuesta puede no revelar mucho sobre el rendimiento real del sistema de control. Por ejemplo, la siguiente imagen muestra que Alicat logró el 100% del punto de referencia en 11,4 ms. Puede ver que los pasos del osciloscopio son los más largos al 50% del cambio del punto de ajuste y son mucho más pequeños por debajo del 10% y por encima del 90%. En esta imagen, una especificación del 10-90% hubiera resultado en un tiempo de respuesta de 6-7 ms.

Alicat-control-setpoint

Tiempo de estabilización

Debido a que llegar al punto de referencia no garantiza que el controlador no sobrepase el punto de ajuste deseado, muchos fabricantes especifican tiempos de respuesta de control basados en el tiempo de establecimiento, la cantidad de tiempo que el controlador tarda en alcanzar el punto de ajuste y luego reduce las oscilaciones a un error dado banda. Por ejemplo, una banda de error del 2% significa que la solución no se logra hasta que el caudal no oscile más allá del 2% del punto de referencia. Las especificaciones de precisión para los controladores de flujo másico generalmente caen dentro del rango de 0.5% a 2%, pero algunas especificaciones definen bandas de error para establecerse hasta en un 10%. En Alicat, creemos que si se supone que su flujo ha alcanzado su punto de referencia designado, entonces debe esperar que permanezca dentro del margen de error de precisión. En la imagen del osciloscopio siguiente, se alcanza una banda de error de establecimiento de sentido común equivalente a la especificación de precisión del controlador (1% a escala completa) después de tan solo 27,6 ms.

MC-control-settling-time

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