(1)控制系統的組成

在真空裝置中，由于真空工藝的需要，希望真空室內的壓力保持在某一給定值上，但是，由于真空室內放氣量的變化或真空泵抽氣速率變化等干擾因素的影響，致使真空室內的壓力偏離給定值，因而需要對壓力進行自動調節。對于小型真空裝置的壓力自動調節，通常選用壓力控制儀去實現。為壓力控制儀壓力自動控制系統框圖。白圖可知，這一控制系統是由被控對象及壓力控制儀組成的閉環壓力自動控制系統。真空室為被控對象，壓力p是被控制量，流量Qr是進氣量。真空室器壁的放氣量Qo、件放氣量Qr、真空系統抽氣速率S(對真空室)等參數的變化量△Qo、△Qr、△S都是引起被控制量壓力P偏離給定值戶Pr的擾動。壓力控制儀由給定電路、調節單元、測量單元及執行機構(真空微調閥)等單元組成。該系統能在壓力控制范圍內任意設定壓力控制值;在系統出現擾動(即Qo、Qr，或S變動)時，壓力P將產生波動，由于系統的自動調節作用，使壓力P回復到或趨近于給定值Pr。

(2)壓力控制儀的選擇

壓力控制儀選擇的依據是真空裝置及工藝對壓力控制的技術要求，一般壓力自動控制的技術要求是壓力控制范圍、控制精度、反應時間、控制氣路數量、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可控氣路數要等于或大于所要求的氣路控制數量;

③反應時間要小于要求的反應時間;

④真空測量范圍要大于要求的壓力調節范圍;

⑤控制儀的壓力調節范圍要大于被控對象要求的壓力調節范圍，即真空微調閥流量調節范圍要大于壓力調節范圍所要求的流量變化范圍。

       式中Pmax、Pmin——z*大和z*小調節壓力[Pa];

Qvmax、Qvmin-一微調閥能通過的z*大和z*小氣體流量[Pa.m3/ls];

Se一真空泵對被控對象(真空室)的有效抽氣速率[m3/s]。
 

(3)壓力控制儀參數的整定

按被控對象基本控制要求選擇壓力控制儀構成的壓力控制系統，因為真空工藝經常要求真空裝置改變其工作參數，因而不一定會獲得良好的控制品質。這樣一來，被控對象的動態特性將產生變化。為了在不同情況下獲得優良的控制品質，必須根據具體情況，設置和調整壓力控制儀的PID參數，這一工作稱為壓力控制儀的參數整定。所謂具體情況，就是被控對象工作狀態下的動態特性，通常被控對象(真空室)的特性在一定假設條件下可表示為

P= (Q/Se).(1- expSet/V)

式中 Q—真空室的總放氣量[Pa.m3/S];

Se—真空泵對真空室的有效抽氣速率[ m3/s];

v—真空室的容積[m3];

t—排氣時間[S];

p—真空室工作壓力[Pa];

上式中Q/S、V/S為表征被控對象特性的主要參數。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節效果;若Q/S很小，則要求壓力控制儀有足夠高的靈敏度。V/S表示真空室的時間常數，若壓力控制儀的控制時間大于真空室的時間常數，則壓力調節精度降低;若壓力控制儀的控制時間太小，又會使調節過程變得不穩定而引起振蕩。另外，壓力控制儀的比例放大倍數太小或太大，都會引起壓力控制精度變低(即偏差變大)或穩定性變差。為了適應被控對象不同的控制需要，壓力控制儀通常設有Kp、Ti、Td參數調節裝置(如碼盤等)，調整Kp、Ti、Td參數，以便尋求優良的調節品質。由于真空室中的放氣量Qo變化及真空泵抽氣速率Se波動是經常的、隨機的，而壓力控制儀的參數調節是手動的，很難達到z*佳調節狀態。為克服這一缺陷，只有利用計算機控制系統，進行自尋z*佳控制。