Automatic Control of Fluids in Electropneumatic System
DOI:
https://doi.org/10.29114/ajtuv.vol9.iss2.365Ключевые слова:
Electropneumatic systems, PI control, Fluid flow regulation, Leakage detection, Microcontroller-based automation, Proportional valve control, Adaptive controlАннотация
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.Скачивания
Библиографические ссылки
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).
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Pavel Dimitrov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
СОГЛАШЕНИЕ О ПУБЛИКАЦИИ
Ежегодный журнал Технического университета Варны (ЕЖТУВ) гарантирует опубликование оригинальных материалов и, в то же время, предоставление своим авторам значительной свободы. Для этого мы придерживаемся гибкой политики в отношении авторских прав, означающей, что передача издателю авторских прав отсутствует, и авторы сохраняют эксклюзивные авторские права на свою работу.
При подаче рукописи ответственный автор должен принять условия, изложенные в данном Соглашении о публикации и состоящие в следующем:
ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ ПРАВ ОТВЕТСТВЕННЫМ АВТОРОМ
Ответственный автор предоставляет AJTUV в течение полного срока действия авторского права и любых продлений или подновлений этого срока следующее:
• безотзывное неисключительное право публиковать, воспроизводить, переиздавать, передавать, распространять и иным образом использовать Работу в электронных и печатных изданиях и в производных произведениях по всему миру, на всех языках и во всех известных в настоящее время или появившихся впоследствии СМИ.
• безотзывное неисключительное право создавать и хранить электронные архивные копии Работы, в том числе право депонирования Работы в цифровых хранилищах открытого доступа.
• безотзывное неисключительное право лицензировать других лиц на воспроизведение, перевод, переиздание, передачу и распространение Работы при условии, что Авторы должным образом указаны (в настоящее время это осуществляется путем публикации Работы в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution 4.0 Unported License).
Авторское право на Работу принадлежит Авторам. Авторы сохраняют за собой права на патенты, товарные знаки и другие права на интеллектуальную собственность.
ОБЯЗАННОСТИ ОТВЕТСТВЕННОГО АВТОРА
При распространении или повторной публикации Работы Ответственный Автор соглашается указывать AJTUV, в котором опубликована Работа, как источник первой публикации. Ответственный Автор гарантирует, что соавторы также будут согласны, чтобы Работа опубликовалась в AJTUV, который будет рассматриваться как первичный источник публикации в случае ее распространения или переиздания.
ГАРАНТИИ СО СТОРОНЫ ОТВЕТСТВЕННОГО АВТОРА
Ответственный автор гарантирует, что его Работа не нарушает закон или права какой-либо третьей стороны и, в частности, что Работа не содержит дискредитирующие материалы и не нарушает какие-либо литературные или имущественные права, права интеллектуальной собственности или любые другие права, касающиеся неприкосновенности частной жизни. Ответственный автор гарантирует, что Работа является оригинальной, официально не публиковалась ни в одном другом рецензируемом журнале, книге или редактируемом сборнике, и не рассматривается для какой-либо подобной публикации. Ответственный автор также гарантирует, что он или она имеет полное право заключить это соглашение. Если Работа была подготовлена совместно с другими соавторами, Ответственный Автор гарантирует, что все соавторы согласны с представлением и публикацией Работы.
Ответственный автор обязуется не вовлекать ЕЖТУВ в какие-любо нарушения вышеупомянутых заявлений и гарантий.
ПРАВА И ОБЯЗАННОСТИ ЕЖТУВ
ЕЖТУВ соглашается опубликовать Работу от имени ее авторов. ЕЖТУВ получает от имени авторов полномочия по обеспечению предусмотренных данным соглашением прав в отношении третьих сторон (например, в случаях плагиата или нарушения авторских прав).
Заявление о конфиденциальности ЕЖТУВ
Имена и адреса электронной почты, существующие на веб-сайте ЕЖТУВ, будут использоваться только и исключительно в заявленных целях данного ежегодного журнала и не будут доступны в иных целях или для любой другой стороны.
Вся предоставленная личная информация останется исключительно у издателя и не будет передаваться каким-либо внешним лицам, если на это не будет предоставлено предварительное разрешение.
Ваша личная информация никоим образом не будет продаваться, распространяться или публиковаться.
