液體流量計檢定(ding)系統的自動化是(shi)将工業生産中的(de)自動檢測、信息🔞處(chù)理、分析判斷、操縱(zong)控制的理念及方(fang)法引入流量計檢(jiǎn)定行業中，從而大(dà)限度地解放人力(li)資源、節約管理成(chéng)本♋、規範檢定工作(zuò)。
一、檢定系統自動(dong)化的實現
實現檢(jiǎn)定系統的自動化(huà)需要解決以下問(wèn)題
：（1）泵組及變頻器(qì)的調節；（2）閥門組的(de)調節；（3）過程數據的(de)處理及分配💯；（4）參數(shu)的學習、分析及整(zheng)合；（5）檢定流程的自(zì)動化控制及調整(zhěng)；（6）數學🌏模型的建立(li)；（7）突發狀況的預判(pan)及處理。
　　前4項用于(yú)系統自動調整檢(jian)定中的流量點并(bing)判斷調🔴整後的流(liu)量是否适于檢定(dìng)工作，此項是整個(ge)自動化檢定中的(de)重點和難點，後面(miàn)将逐一解釋，（5）、（6）項用(yong)㊙️于完成預定的❄️檢(jian)定過程，後一項用(yong)于保障檢定設備(bèi)的安全。
1.泵組及變(biàn)頻器的預設
　　 我們(men)所選取的設備爲(wèi)一拖多模式，即一(yi)台變頻器拖🈲動若(ruò)幹台泵。這種模式(shì)下需要系統能夠(gòu)根據所㊙️預設的流(liú)量點，自動确定㊙️需(xu)要的泵組合及各(ge)泵的工作狀态.實(shi)現這一預期需要(yao)4個前提，即泵的流(liu)量✌️特性、泵組合的(de)确定、變頻的動态(tài)調整，以🔱及泵組實(shi)際流量特性修正(zhèng)。
　　根據每台泵的H—Q曲(qu)線可知其在系統(tong)中的大出水量🌐，如(rú)圖1所示🚶‍♀️，以此作爲(wei)依據使用排列組(zu)合方式确定所需(xu)流量點的泵組合(he)方式，此時将得到(dào)一個初步的泵組(zǔ)合。根據🔞泵組大出(chu)水量、單台泵大出(chu)水量、設定流量的(de)差值關系👄确定需(xu)要變頻調節的泵(beng)，同時由于變頻輸(shu)出與泵轉速之間(jian)爲線性對應，确定(ding)變📞頻輸出的數值(zhí)。至此，爲流量點的(de)調節制定了😘初步(bù)泵組控制方案。
　　值(zhí)得注意的是,泵組(zǔ)的實際出水量與(yu)其理論值之間存(cún)在差🔴異，所以應将(jiang)這種差異代入其(qí)流量特性的修正(zhèng)中，實際操作時應(ying)❌根據其實際特性(xìng)調整泵組初步控(kòng)制。

2.閥門組的調(diao)節
　　流量調節中另(ling)外的重要一節是(shi)對調節閥組的調(diào)節，即通過🌈對管道(dào)特性的改變實現(xiàn)流量改變的目的(de)。爲實現調節閥全(quan)程範圍内的平穩(wěn)和可調性，選擇等(deng)百分比調節閥。圖(tú)🏃🏻‍♂️2爲等百分比調節(jiē)閥的理想特性曲(qu)線，即兩端壓差不(bú)變的情況下的特(tè)性曲線。在實際應(yīng)用中并不存在㊙️理(li)想情況，所以需要(yào)對此曲線作出修(xiū)正，但其總體走向(xiang)不變。

　　實際應用中爲(wei)節省成本多使用(yòng)标準表組（如實驗(yàn)❗對象），每台标準表(biǎo)後安裝獨立調節(jie)閥用于流量調節(jiē)，由此形✂️成應用中(zhong)‼️的調節閥組調節(jiē)。在多調節閥的調(diào)節中，每台🈲調節閥(fa)開度的改變都會(hui)引起上下㊙️遊壓力(li)及各管線流🈲量的(de)變化，各管線流量(liang)的分配理論上與(yu)其💋管徑成正比，但(dàn)由于不同口徑調(diao)節閥及管線鋪設(shè)所産生的局部壓(ya)⭕力損失不同，各管(guǎn)線☎️實際流量🌏分配(pei)與🧡理論值❓存在出(chu)入，需要在調節閥(fa)開度算法内調整(zheng)這種差異。
3.過程數(shu)據的處理及分配(pèi)
（1）調節參數的分配(pei)及調整
　　單一的泵(bèng)組或調節閥組的(de)調節并不能快速(sù)、正确地達到預設(she)流量，需要合理分(fèn)配兩項調節的權(quan)重🔴，進行組合調節(jiē)。系統🔆将實❄️際流量(liàng)與設定流量的偏(pian)🏃‍♂️差範圍分爲3級🈲，其(qi)範圍👣依次縮小，各(gè)範👈圍随系統運🤟行(háng)狀況自動調整，其(qí)初值建議取10%、5%、1%。
　　這一(yī)過程中，調節閥、泵(bèng)的選擇和調整遵(zun)循3個小原則，即✔️設(shè)🐉備增減數量小，設(she)備調節量小，流量(liang)波動小。
（2）流量穩定(dìng)性的判定
　　對大部(bù)分被檢表而言，實(shi)際流量與設定流(liu)量之間的偏差進(jìn)入🌈5%範圍内即可符(fu)合規程要求，系統(tong)将此範圍默認爲(wèi)1%（可動态調整），能夠(gou)更加貼近用戶的(de)實際需求。流量進(jin)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻入這一範圍（即第(di)3級調🐉整範圍）後，計(ji)㊙️算一段時間内所(suo)采集的流量點的(de)方差，判斷其穩定(ding)狀态。
（3）調節死區的(de)處理
　　在實際流量(liang)的調節過程中存(cún)在一定數量的死(si)區，這是😍由調節⭐機(ji)構本身性能及檢(jian)定設備整體結構(gòu)所引起的不可控(kòng)因素。正确應對死(si)區可以提高流量(liang)調整速度，同時避(bi)免邏輯判斷進入(ru)死循環而導緻程(chéng)序崩潰。對于調節(jiē)中的死區可通過(guo)調整控制權重和(hé)提高容錯機制處(chu)理，在第一級流量(liàng)範圍内首選調整(zhěng)控制💜權重，後兩級(ji)尤其是第3級範圍(wéi)内應以提高容錯(cuo)機制爲主。
4.參數的(de)學習、分析和整合(hé)
　　參數的自學習、自(zì)調整是基于人工(gong)神經網絡控制（ANNs）的(de)一種控制方式，并(bìng)行、容錯、自我學習(xí)是其與傳統控制(zhì)方法的主要區别(bie)，如圖3所示。系統隻(zhi)設置基本的控制(zhi)🏃‍♀️總則，在基本規則(zé)的框架内，系統通(tong)過在運🏃🏻行中不斷(duàn)♋地采集、分析過程(cheng)數據和行爲，對其(qi)初的控制參數進(jin)行分類、優化。除必(bi)要算法和模型外(wai)，在👣流量調節中不(bu)🔴使用固定算法，而(ér)是将采集、處理過(guò)㊙️的過程數據和設(she)備行爲作爲獨立(li)單元存儲。通過試(shì)運行階段的磨合(he)，積累大量的數據(ju)單元，在正式使用(yòng)時，通過對現場數(shu)據和行爲的分析(xi)，選取佳的♊單元組(zu)合，同時記錄經調(diào)整後的過程數㊙️據(jù)，選擇增🔆加或更新(xīn)數據、行爲單元。在(zai)㊙️運行一段時間後(hou)，控制系統與設備(bei)間将達到契合度(du)，并且由于其關鍵(jiàn)參數一直處于持(chí)續的優化調整中(zhong)，所以其控制性能(néng)并不會因設備性(xìng)能、狀态的改變而(ér)下降。同時由于系(xì)統采用可調整的(de)容錯機制，能夠有(yǒu)效避免由于設備(bèi)👣性能所☂️引起的控(kòng)制死區、系統崩潰(kuì)現象。

5.檢(jiǎn)定流程的自動化(hua)控制和調整
　　除必(bi)要的儀表基本信(xin)息和系統不能夠(gòu)直接采集的環境(jing)信💘息外，檢定過程(chéng)所需涉及的過程(cheng)參數、流程控制、數(shu)❌據處理、設備保護(hù)均應作自動化處(chù)理，使系統能☎️夠在(zài)無人狀态下自動(dong)完成。
　　針對具體的(de)檢定需求，系統需(xu)根據用戶所選擇(ze)的🏃🏻‍♂️檢定方法和被(bei)檢表種類、精度、信(xin)号等自動調整檢(jiǎn)定方案和自動檢(jiǎn)定流程。以采用靜(jing)态質量法的脈㊙️沖(chong)類電磁流量計爲(wei)例，其檢定流程如(rú)圖4所示。
　　檢定流程(chéng)中所涉及的大部(bu)分功能都以模塊(kuai)化方式設計，可以(yi)根據實際需求選(xuǎn)擇是否開啓，以增(zēng)加系統🏃‍♀️的靈活度(dù)。比如在一般檢定(ding)中，爲得到更好的(de)檢定數據，可選🌍擇(ze)剔除粗大誤差，或(huò)對産生粗大誤🈲差(chà)的點重新檢定。但(dan)在整體裝置穩定(dìng)性評定時，需要連(lian)續10次測量數據，爲(wèi)反映設備真實性(xing)能，可不選💚擇剔除(chú)。

　　此外，檢定自動化(hua)并非不允許人爲(wei)操作，系統在設計(ji)上🌈具備手/自動兩(liang)種模式，手動模式(shì)的存在有利于實(shí)🔱驗性🔞項目的開展(zhǎn)。
6.測量模型的建立(lì)
　　作爲流量計檢定(dìng)領域的行業軟件(jiàn)，系統對被檢表的(de)誤差、重複性、精度(du)等數據的計算和(he)判定都需要遵循(xun)現行國家計量檢(jiǎn)定規程。其測量模(mo)型的建立應嚴格(ge)❗遵循施行中的♉計(jì)量檢定規程🔴，同時(shi)考慮到規程的不(bú)定期更新，更需預(yu)留更新接口。所以(yǐ)測量🏃🏻模型的建立(li)應以規程号👉爲分(fen)類依據獨立編寫(xie)（雖然很多隸屬不(bú)同規程的流量計(jì)其計算模型是相(xiang)同的）。
7.突發狀況的(de)預判及處理
　　系統(tong)需要考慮在檢定(dìng)過程中可能出現(xian)的突發情況，如采(cai)🤩用🐉靜态質量法時(shí)的溢水、開關閥門(mén)失靈等情況。對此(cǐ)需要實時處理過(guo)程中的數據，預判(pan)可能發生的㊙️危險(xian)，并及時作出調整(zhěng)🈲。對于來🏃🏻‍♂️不及調整(zhěng)或已經發生的突(tu)發狀況，需要啓♉動(dòng)緊急措施，避免或(huo)🙇‍♀️減少由此而産生(sheng)的不良後果。
　　以質(zhì)量法時的防溢出(chu)爲例，當實際流量(liàng)、設定檢定時間、稱(chēng)重罐允許容積配(pei)比不當時（即Q×t＞V），将出(chū)現罐内🌈水溢出情(qíng)況。爲避免這一🔴情(qing)況的發生，系統實(shí)時監視流量的瞬(shùn)時波動和一段時(shi)間内的平均值，參(can)考設定時間提前(qian)估算出檢定時🧑🏾‍🤝‍🧑🏼間(jiān)内的總流量範圍(wei)，當其風險比💃🏻例超(chao)出允許範圍後，将(jiāng)根📱據具體情況選(xuǎn)擇縮短時間，暫停(tíng)檢定，調整流量等(děng)不同的應對措施(shi)。預判應對能夠消(xiāo)除絕大部分的危(wei)險因素。如✊果⛹🏻‍♀️由于(yú)外在原因預✍️判失(shi)敗，将進入緊急應(ying)對模式，此時應及(ji)時開通旁路和洩(xiè)水通路，消除或減(jiǎn)少由此引起的不(bú)良後果。緊急應對(dui)模式解決問題後(hou)需要自動回複正(zhèng)常狀态，同時将此(cǐ)次處理操作記錄(lù)在案。
二、結束語
　　液(yè)體流量計檢定系(xi)統的全自動化能(néng)有效降低使用者(zhe)⛹🏻‍♀️的管理和人力成(cheng)本，減少檢定工作(zuo)中由于人爲因素(su)而增加的不确定(ding)因素，有利于檢定(ding)工作的高效、公正(zhèng)。但也應注意到，全(quán)自動系統對檢定(dìng)設備的硬件要求(qiu)相對較🛀🏻高，需要配(pèi)備相應的信号回(hui)饋機構和較高性(xing)能的調節🧑🏽‍🤝‍🧑🏻機構才(cai)能保證其高效穩(wěn)定的工作。在成本(běn)與性能之間如何(hé)平衡也是需要我(wǒ)們進一步研究🌈的(de)問題。

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