Automatic Control of Fluids in Electropneumatic System
##semicolon##
https://doi.org/10.29114/ajtuv.vol9.iss2.365##semicolon##
Electropneumatic systems##common.commaListSeparator## PI control##common.commaListSeparator## Fluid flow regulation##common.commaListSeparator## Leakage detection##common.commaListSeparator## Microcontroller-based automation##common.commaListSeparator## Proportional valve control##common.commaListSeparator## Adaptive controlАбстракт
This paper presents the design, implementation, and evaluation of an automatic flow control system for electropneumatic applications, incorporating a proportional-integral (PI) control algorithm and an integrated leakage detection mechanism. The proposed system employs a microcontroller-based architecture for real-time pressure monitoring and adaptive valve regulation, using a single pressure sensor and a 4–20 mA transmitter interface. A 5/2 directional valve is utilized for flow routing, while proportional throttle control is achieved through a PWM-driven solenoid valve. The control algorithm dynamically adjusts the output in response to pressure deviations, ensuring stable and accurate regulation within a 0–6 bar range. An automated leak detection logic is embedded to identify abnormal air losses by monitoring persistent high output signals and deviation errors beyond a predefined threshold. Experimental results demonstrate that the system achieves rapid stabilization with minimal steady-state error, maintaining pressure within ±2% of the desired setpoint. Furthermore, the leakage detection functionality effectively isolates fault conditions, enhancing operational safety and energy efficiency. The overall performance validates the practicality of the proposed design as a cost-effective and intelligent solution for industrial pneumatic automation.Изтегляния
##submission.citations##
Lin, Z., Wei, Q., Ji, R., Huang, X., Yuan, Y., & Zhao, Z. (2019). An electro-pneumatic force tracking system using fuzzy logic-based volume flow control. Energies, 12(20), 4011. https://doi.org/10.3390/en12204011
Rohilla, P., & Singh, A. P. (2016). To control nonlinear pneumatic system using fuzzy logic controller. International Journal of Engineering Research and Technology (IJERT), 5(4). https://doi.org/10.17577/IJERTV5IS040777
Boyko, V., & Weber, J. (2024). Energy efficiency of pneumatic actuating systems with pres-sure-based air supply cut-off. Actuators, 13(1), 44. https://doi.org/10.3390/act13010044
Yu, Q., Li, F., & Tan, X. (2023). Influence analysis and performance optimization of a pneumatic actuator exhaust utilization system. Strojniški Vestnik – Journal of Mechanical Engineering, 69(3–4), 119–134. https://doi.org/10.5545/sv-jme.2022.266
Energy optimization of pneumatic actuating systems using expansion energy and exhaust re-cycling. (2020). Journal of Cleaner Production, 254, 119983. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.119983
Pneumatic control for sustainable compressed air systems: Multi-criteria optimisation for en-ergy-efficient production. (2024). Procedia CIRP, 122, 247–252. https://doi.org/10.1016/j.procir.2024.01.035
Sorli, M., Gastaldi, L., Codina, E., & de las Heras, S. (1999). Dynamic analysis of pneumatic actuators. Simulation Practice and Theory, 7(5), 589–602. https://doi.org/10.1016/S0928-4869(99)00012-9
Ilchmann, A., Sawodny, O., & Trenn, S. (2005). Pneumatic cylinders: Modelling and feed-back force control. Preprint IST 05/0502.
Iliev, G., & Hristov, H. (2023). Modeling and simulation of an electropneumatic positioning system including the length of pneumatic lines. In Environmental. Technology. Resources. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference.
Nikitin, A. A., & Levchenko, O. (2024). Position control systems with friction compensation for servo pneumatic actuators. Mechanics and Advanced Technologies, 8(4).
##submission.downloads##
Публикуван
##submission.howToCite##
Брой
Раздел (Секция)
##submission.license##
##submission.copyrightStatement##
##submission.license.cc.by4.footer##СПОРАЗУМЕНИЕ ЗА ПУБЛИКУВАНЕ
Годишника на Технически университет - Варна (ГТУВ) цели да гарантира, че постъпващите статии се публикуват, като същевременно се предоставя значителна свобода на публикуващите ги автори. За изпълнение на тази цел, ГТУВ поддържа гъвкава политика относно авторските права, което означава, че няма прехвърляне на авторски права от автора на издателя, а авторите запазват изключително авторско право върху интелектуалното си произведение.
При изпращане на статия, Отговорния автор трябва да се съгласи и приеме правилата и условията за публикуване, изложени в настоящото Споразумение за публикуване, които са както следва:
ПРЕДОСТАВЯНЕ НА ПРАВА ОТ ОТГОВОРНИЯ АВТОР
Отговорния автор предоставя на ГТУВ за времето на пълния срок на авторското право и всяко следващо удължаване или подновяване, следното:
• Неотменимо, неизключително право да публикува, възпроизвежда, предоставя, разпространява или по друг начин използва предоставената работа в електронни и печатни издания и в производни произведения в целия свят, на всички езици и във всички известни съществуващи или в последствие възникнали медии.
• Неотменимо, неизключително право да създава и съхранява електронни архивни копия на работата, включително правото да депозира предоставената работа в дигитални хранилища с отворен достъп.
• Неотменимо, неизключително право на лицензиране на други лица да възпроизвеждат, превеждат, преиздават, предоставят и разпространяват предоставената работа при условие, че авторите са надлежно идентифицирани (за момента това се извършва чрез публикуване на произведението под лиценз Creative Commons Attribution 4.0 Unported).
С предоставянето на работата за публикуване, авторските права върху материала остават на авторите. Авторите запазват всички патентни, търговски марки и/или други права върху интелектуалната си собственост.
ЗАДЪЛЖЕНИЯ НА ОТГОВОРНИЯ АВТОР И СЪАВТОРИТЕ
При последващо разпространение или повторно публикуване на предоставената работа, Отговорния автор се съгласява да идентифицира ГТУВ, в който е публикувано произведението като първоначален източник на първото публикуване на работата. Отговорния автор гарантира, че съавторите също ще посочват ГТУВ като източник на първото публикуване, когато разпространяват, преиздават или се позовават на настоящата работа в бъдещи свои публикации.
ГАРАНЦИИ ОТ СТРАНА НА ОТГОВОРНИЯ АВТОР
Отговорния автор гарантира че предоставената за публикуване работа не нарушава никои действащи нормативни разпоредби или законни права на която и да е трета страна. Същия гарантира че работата не съдържа какъвто и да е материал, който може да се възприеме от читателската аудитория като неетичен, компрометиращ, нехуманен, расистки, клеветнически и/или нарушаващ авторски и/или имуществени права, права на интелектуална собственост или поети ангажименти за поверителност към трети страни. Отговорния автор гарантира че предоставеният материал е с оригинално съдържание, не е официално публикуван в никое друго издателство, както и че не е в процес на публикуване пред други издателства. Отговорния автор също така гарантира че притежава съответните правомощия да сключи настоящото споразумение. Ако предоставяната работа е подготвена съвместно с други съавтори, Отговорния автор гарантира че всички останали съавтори са информирани и са съгласни предоставения материал да бъде публикуван в ГТУВ.
Отговорния автор лично (или от името на авторския колектив) дава съгласието си да не въвлича по никакъв начин ГТУВ като страна в каквито и да било научни, академични, административни и/или съдебни спорове, в случаите на установени нарушения на горепосочените декларации и гаранции.
ПРАВА И ЗАДЪЛЖЕНИЯ НА ГТУВ
ГТУВ се съгласява да публикува предоставения материал, в случаите когато същия отговаря напълно на всички необходими качествени, технически и редакционни изисквания, като го идентифицира еднозначно с авторите му. В следствие на настоящото споразумение, на ГТУВ се предоставя правомощие да упражнява права при необходимост от името на авторите върху трети лица, като например в случаите на установено плагиатство, нарушаване на авторски права и др.
Декларация за поверителност на лични данни
Вашите имена и имейл адреси, въведени в уебсайта на ГТУВ, ще бъдат използвани само и изключително за обявените цели на настоящото списание и няма да бъдат използвани за никакви други цели от издателя или предоставяни на друга - трета страна.
Издателят се задължава да извърши всички необходими действия, цялата предоставена лична информация да остане конфиденциална, в рамките на издателя и да не бъде споделена с външни обекти или субекти, освен ако не е дадено предварително изрично разрешение от собственика на личните данни.
Вашата лична информация няма да бъде обект на продажба, разпространение или публикуване по какъвто и да е начин и под каквато и да е форма.
