壹、系統(tong)組成與工(gong)作原(yuan)理(li)
（壹）核(he)心硬件(jian)架(jia)構(gou)
自(zi)增(zeng)壓(ya)液氮(dan)罐(guan)壓(ya)力自動調(tiao)節系統(tong)由以下模(mo)塊構(gou)成：
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壓(ya)力感知(zhi)單元(yuan)：采用(yong)高(gao)精(jing)度擴(kuo)散(san)矽(gui)壓(ya)力傳感器（精(jing)度等(deng) 0.1% FS），安裝於罐(guan)體(ti)部氣(qi)相(xiang)空間(jian)，實時(shi)采(cai)集 0~1.6MPa
範圍內(nei)的(de)罐(guan)內(nei)壓(ya)力信號。
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控制(zhi)中樞：工(gong)業 PLC 控(kong)制(zhi)器（如(ru)西門(men)子 S7-200 SMART），內(nei)置(zhi)壓(ya)力閉環控制(zhi)算(suan)法，支持(chi)通(tong)過(guo) RS485
通訊接(jie)口與上(shang)位(wei)機交互。
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電動(dong)增(zeng)壓(ya)調(tiao)節閥（口徑(jing) DN20，流(liu)量(liang)系數 Cv=2.5）：采用(yong) 316L 不銹(xiu)鋼材質，適用於 -
196℃低(di)溫(wen)環(huan)境(jing)，通過(guo)控制(zhi)汽化(hua)器進氣(qi)量(liang)調(tiao)節壓(ya)力。
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電磁(ci)泄(xie)壓(ya)閥(fa)（常閉型(xing)，開啟(qi)壓(ya)力
1.2MPa）：壓(ya)力超過(guo)安全閾值時(shi)自(zi)動排放冗余(yu)氣體(ti)。
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汽化(hua)器：翅片(pian)式(shi)鋁(lv)合金(jin)結構(gou)，有效換熱(re)面(mian)積(ji)≥1.5㎡，促進液氮(dan)蒸(zheng)發(fa)。
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溫(wen)度補(bu)償模(mo)塊：通(tong)過(guo) Pt100
溫(wen)度傳(chuan)感器實時(shi)監(jian)測環(huan)境(jing)溫(wen)度，修(xiu)正壓(ya)力控制(zhi)參(can)數。
（二）工(gong)作原(yuan)理(li)
利用液氮(dan)飽(bao)和(he)蒸(zheng)汽壓(ya)隨(sui)溫(wen)度變(bian)化的(de)特性，通(tong)過(guo)控制(zhi)汽化(hua)器的(de)液氮(dan)蒸(zheng)發(fa)量(liang)實(shi)現壓(ya)力調(tiao)節。當(dang)罐(guan)內(nei)壓(ya)力低(di)於設定下(xia)限(xian)（如(ru)
0.4MPa）時(shi)，PLC 驅(qu)動增(zeng)壓(ya)閥(fa)開啟(qi)，液氮(dan)進(jin)入(ru)汽化(hua)器蒸(zheng)發(fa)為(wei)氮(dan)氣(qi)，增(zeng)加氣(qi)相空(kong)間(jian)壓(ya)力；當(dang)壓(ya)力達到(dao)設定上(shang)限(xian)（如(ru)
0.8MPa）時(shi)，泄(xie)壓(ya)閥(fa)自動打開釋放過(guo)量(liang)氣(qi)體(ti)，形(xing)成閉(bi)環控(kong)制(zhi)回路(lu)。
二、自(zi)動調(tiao)節控制(zhi)策(ce)略
（壹）分(fen)段 PID 控(kong)制(zhi)算(suan)法
采用(yong)分(fen)段 PID
控制(zhi)策(ce)略，通(tong)過(guo)比例、積(ji)分(fen)、微分三(san)個參(can)數的(de)協同作用(yong)動(dong)態調(tiao)整(zheng)控(kong)制(zhi)量(liang)：
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比例系數（0.8）快速響應(ying)壓(ya)力偏差，提升系統(tong)靈敏度；
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積(ji)分系數（0.15）消除(chu)靜態壓(ya)力誤差，確保(bao)長(chang)期穩定性(xing)；
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微分系數（0.3）抑制(zhi)壓(ya)力波動超調(tiao)，增(zeng)強系統(tong)抗幹擾能力。
（二）壓(ya)力設定邏(luo)輯(ji)
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工(gong)作壓(ya)力區間(jian)：默認 0.4~0.8MPa，可(ke)通過(guo)人(ren)機界面(mian)（HMI）自(zi)定義(yi)設置(zhi)。
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壹預(yu)警(jing)：壓(ya)力≥0.9MPa 時(shi)觸發(fa)聲(sheng)光報警(jing)；
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二聯(lian)鎖：壓(ya)力≥1.1MPa 時(shi)自(zi)動切(qie)斷(duan)增(zeng)壓(ya)閥(fa)電源(yuan)，並(bing)開啟(qi)泄(xie)壓(ya)閥(fa)。
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溫(wen)度補(bu)償機制(zhi)：根(gen)據環(huan)境(jing)溫(wen)度實(shi)時(shi)修(xiu)正壓(ya)力設定值(zhi)，當(dang)環境(jing)溫(wen)度偏離
20℃時(shi)，按(an)特定算(suan)法調(tiao)整(zheng)基(ji)準壓(ya)力，確保(bao)不同溫(wen)度下(xia)的(de)壓(ya)力控制(zhi)精(jing)度。
三(san)、系統(tong)集成與調(tiao)試
（壹）傳(chuan)感器安裝要求(qiu)
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壓(ya)力傳感器垂直安裝於氣(qi)相空間(jian)接口，采用(yong)金(jin)屬纏(chan)繞墊片(pian)密封(feng)，確保(bao)測(ce)量(liang)準(zhun)確性(xing)；
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溫(wen)度傳(chuan)感器安裝於罐(guan)體(ti)側面(mian)避(bi)光處，與罐(guan)壁良(liang)好(hao)接觸，避免(mian)環(huan)境(jing)幹擾；
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所有(you)傳感器線(xian)纜(lan)采(cai)用(yong)不銹(xiu)鋼穿(chuan)線(xian)管(guan)敷設並(bing)做屏(ping)蔽處理(li)，防(fang)止信號(hao)幹擾。
（二）控制(zhi)程(cheng)序調(tiao)試步驟(zhou)
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零(ling)點(dian)校(xiao)準：罐(guan)內(nei)無壓(ya)力時(shi)對(dui)傳感器進行零(ling)點(dian)標定，確保(bao)初始(shi)數據準(zhun)確；
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靜態測試：手(shou)動輸入(ru)壓(ya)力設定值(zhi)，驗證閥門(men)動(dong)作線(xian)性(xing)度，要求(qiu)行程誤差≤1%；
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加載(zai)階(jie)躍信號（0.4MPa→0.8MPa），記(ji)錄(lu)壓(ya)力響應曲(qu)線(xian)，要求(qiu)超調(tiao)量(liang)≤5%，調(tiao)節時(shi)間(jian)≤90s；
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模(mo)擬(ni)
10℃~30℃環境(jing)溫(wen)度變(bian)化，測(ce)試溫(wen)度補(bu)償效果(guo)，確保(bao)壓(ya)力波動≤±0.03MPa。
（三）人(ren)機交互界面(mian)
配(pei)備(bei) 7 英(ying)寸彩(cai)色觸摸(mo)屏(ping)（如(ru)威綸(lun)通 MT8071iE），實(shi)時(shi)顯示：
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罐(guan)內(nei)實時(shi)壓(ya)力、溫(wen)度曲(qu)線(xian)；
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閥(fa)門(men)開(kai)度百分(fen)比；
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歷史(shi)壓(ya)力數據（存(cun)儲周(zhou)期 1 分鐘，可(ke)查詢(xun) 30 天數據）；
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帶(dai)時(shi)間(jian)戳的(de)故障報警(jing)信息(xi)及故障代碼(ma)。
四、典(dian)型(xing)應(ying)用場(chang)景參(can)數配(pei)置(zhi)
五、維護與故(gu)障處理(li)
（壹）定期維護計劃
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每(mei)周(zhou)：清潔傳(chuan)感器探頭(tou)，檢查閥(fa)門(men)動(dong)作靈活性(xing)；
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每(mei)月：使用活塞式(shi)壓(ya)力計校準壓(ya)力傳感器，檢查密封(feng)件(jian)老(lao)化(hua)情(qing)況；
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每(mei)季(ji)度：進(jin)行系統(tong)聯調(tiao)，測試安全聯鎖功(gong)能(neng)。
（二(er)）常(chang)見(jian)故障處理(li)
六、安全規(gui)範與標準
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符合 GB/T 18443.3-2010《低(di)溫(wen)絕(jue)熱(re)氣瓶(ping) 第 3
部分(fen)：設計(ji)、制(zhi)造和(he)檢驗》；
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電氣(qi)部分(fen)滿(man)足(zu) GB 3836.1-2010《爆炸(zha)性(xing)環(huan)境(jing) 第 1 部分(fen)：設備(bei)
通(tong)用(yong)要求(qiu)》（適用(yong)於防(fang)爆場合(he)）；
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壓(ya)力部件(jian)執行 TSG 24-2021《固定式(shi)壓(ya)力容器安全技術規(gui)程(cheng)》。
通(tong)過(guo)該自動調(tiao)節系統(tong)，可實現自增(zeng)壓(ya)液氮(dan)罐(guan)輸(shu)出(chu)壓(ya)力的(de)高(gao)精(jing)度控(kong)制(zhi)（穩(wen)態誤差≤±2%
FS），滿足(zu)不同場景(jing)的(de)壓(ya)力穩定性(xing)需(xu)求，兼(jian)具(ju)安全保護和(he)故障診(zhen)斷功(gong)能(neng)，提(ti)升(sheng)設備(bei)運(yun)行可靠性與智能(neng)化(hua)水平(ping)。
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