摘要(yao):在自動配料(liao)系統中,液态(tài)原料的供給(gěi)通常需要電(dian)磁流量計 的(de)計量來達到(dao)正确控制的(de)目的。首先通(tōng)過靜态标定(dìng)電磁流量計(jì)的測量精度(du),在大量試驗(yan)的基礎.上拟(nǐ)合出較理想(xiang)的線性關系(xì),同時找出電(diàn)機頻率與流(liu)量間的波動(dòng)聯系,然後利(lì)用動态模糊(hu)控制作爲其(qi)核心控制算(suàn)法,正确地控(kong)制液态原料(liao)的供給。
1引言(yán)
　　電磁流量計(jì)是根據法拉(lā)第電磁感應(yīng)定律制成，用(yong)💜來測量💛導電(dian)液體體積流(liu)量的儀表。目(mù)前已廣泛地(di)✂️被應用于工(gong)業過程"中各(gè)💚種導電液體(tǐ)的流量測量(liang)📞，如各種酸、堿(jiǎn)、鹽🍉等腐蝕性(xìng)介質;各種漿(jiang)液流量測量(liàng)，形成了獨特(tè)的應用領域(yù)。在自動配料(liào)系統中,通過(guo)控制電機運(yun)✍️行頻率來控(kong)制流量的大(da)小。其應用的(de)精度對企業(yè)産品的質量(liàng)、原料的消耗(hào)以及經濟效(xiao)益等有直接(jiē)的影響。電磁(cí)流量計作㊙️爲(wei)液态原料的(de)計量裝置,随(suí)着微電子技(jì)術的發展而(ér)♍不斷提高其(qí)計量精度和(hé)應用範圍㊙️。而(er)流量計計量(liàng)是極其複雜(za)的動态計量(liàng),其精度會受(shou)🌍很多因素影(ying)響,如:流體的(de)導電性、非軸(zhou)對稱、電極襯(chèn)裏附着物的(de)影響、電機運(yun)行的穩定性(xing)、電磁流量計(jì)安裝㊙️的位置(zhi)、勵磁的技術(shù)、信号線的長(zhǎng)度以及外界(jie)幹擾等。
　　電磁(cí)流量計在調(diào)試期間常會(hui)遇到--些故障(zhang),如顯示波動(dong)、精度下降、儀(yi)表損壞等,-經(jing)排除,以後相(xiang)同條件下不(bu)會再出現。究(jiū)其原因主要(yao)有儀表本身(shen)元器件損壞(huài)引起故障🚩、有(yǒu)選用不當、安(ān)♊裝不妥、環境(jìng)條件、流體特(tè)性等因素造(zào)成故障;在正(zheng)常運行期間(jian)若出現故障(zhang),則一般由流(liu)量傳感器内(nei)壁附着層、雷(lei)電打擊.以及(ji)環境條件變(bian)化等因素引(yǐn)起。日常工作(zuò)中時刻注意(yì)這些故障,并(bìng)很好地加以(yǐ)排除解決,電(dian)磁流量計👨‍❤️‍👨就(jiu)能夠發揮它(ta)應👣有的作用(yòng)。本文在電磁(cí)流量計正常(cháng)工作的基礎(chu)上,利用其與(yǔ)工控機、變頻(pin)器✏️及電🈲機組(zu)成自動控制(zhì)系統,以🐪模糊(hú)控制作爲其(qí)核心控✔️制算(suàn)法來研究電(diàn)機頻率變化(huà)時對應流量(liang)的變化㊙️關系(xi),以達到提高(gāo)正确控制流(liú)量🚶的目的。
2電(diàn)磁流量計的(de)靜态标定
　　電(diàn)磁流量計在(zai)出廠時經過(guo)檢定,在實際(ji)運行中實🌍時(shi)流🙇🏻量能同步(bu)的顯示在其(qí)表頭.上,但在(zài)自動供料系(xì)統中我們需(xū)♈要在工控機(jī)上也實時顯(xiǎn)示其流量🈲,并(bìng)以此進行調(diào)控,這就需要(yào)我們把電磁(ci)流量計本身(shen)的流量信息(xī)及時✉️地傳送(sòng)到工控機.上(shàng)。而電磁流㊙️量(liang)計的輸出信(xìn)号爲4~20mA的電流(liu)信号,工控機(ji)的采集卡隻(zhī)能檢測0~10V的電(diàn)壓信号,故在(zài)電磁流量計(ji)的信号輸出(chu)端串接--個小(xiao)于500Ω的電阻♉用(yòng)以将電流信(xin)号轉換成電(dian)🐉壓信号“l供采(cǎi)集卡🚶‍♀️采集。表(biǎo)1爲電磁流量(liàng)計信号輸出(chū)端串接一個(ge)200Ω電阻後,電磁(ci)流量計在電(dian)機運🐅行于📐不(bú)同頻率時其(qi)本💋身測量的(de)流量值和采(cai)集卡所采集(ji)的數值。由表(biǎo)1可知,電磁⚽流(liú)量計的波動(dòng)與采集卡🐕所(suo)采集的數值(zhi)有較好的-緻(zhi)性,滿足實際(jì)使用需求。

3電(dian)磁流量計在(zài)自動配料系(xi)統中的應用(yòng)
3.1電磁流量計(jì)在自動配料(liao)系統中的作(zuò)用
　　在自動配(pèi)料系統中,液(yè)态原料的供(gòng)給同樣是按(àn)配方的比例(lì)進行。我們希(xī)望在整個生(shēng)産過程中流(liú)量都按一個(gè)常量進行🙇‍♀️供(gòng)給,而實際中(zhong)即使電機固(gù)定在某個固(gù)定頻率,其流(liú)✂️量依然不是(shi)一個常量,如(rú)圖1中記錄的(de)爲固定頻🥰率(lǜ)下電磁流量(liang)計的測量值(zhí)。如果人爲的(de)進行幹預,其(qi)滞後性及精(jīng)度都得不到(dào)保證,這勢必(bì)影響産品的(de)質量與😄生産(chǎn)的效率。而㊙️采(cai)用工控機根(gen)🏃🏻據電磁流量(liàng)計的實際流(liú)量進行實時(shi)的監控與調(diao)節,能讓流量(liàng)穩定在很小(xiǎo)的範圍内，這(zhe)無疑大大提(ti)高了自動供(gong)料系統的精(jing)度與效率5

3.2流量的自動(dòng)控制及模糊(hu)控制思想
　　電(dian)磁流量計實(shi)時地測量生(sheng)産過程中的(de)液态原料🈲供(gòng)💘給🚶‍♀️,工控機根(gen)據其提供的(de)信号對變頻(pín)器的頻率🌈進(jin)行調整從而(ér)實現流量🏃‍♂️的(de)調節。流量的(de)自動控制不(bú)僅要達到規(guī)定時間🏃内總(zong)量的供給,更(geng)重要的是要(yao)保證生☂️産過(guò)程中瞬時流(liú)量👌的配比需(xū)求。在生産🌍過(guò)程中，電磁流(liú)量計計量的(de)流量如圖🏃‍♂️2所(suǒ)示。

　　在工(gōng)作時間T内我(wǒ)們期望電磁(ci)流量計測量(liàng)的信号y(t)爲一(yi)❤️常量,這也是(shì)生産過程配(pèi)方比例中所(suo)期望的,而由(yóu)🆚圖1中我們知(zhi)道🈚y(t)受各種因(yīn)素的影響而(ér)不停的波動(dòng)。在工作時間(jian)内對y(t)積分可(kě)得到流量的(de)累積L:

　　假定幹(gan)擾信号全部(bù)看作爲正弦(xian)波後yδ(t)=ysint,在7時間(jiān)内其運行的(de)周期爲n,則?=2π /T帶(dai)入式(4)得:

　　實際(jì)生産中流量(liang)一直在某個(gè)區域内波動(dòng),且其動态特(te)🍉性不易💋掌握(wo)。從上面的理(li)論中我們能(néng)夠讓誤差ΔL盡(jin)🔱可能的小，這(zhe)樣距我們所(suǒ)需要的理論(lùn)值yo就越接近(jìn).而減小誤♋差(cha)需要我們把(ba)n取的盡可能(neng)大,也就🌈是在(zài)生産時間内(nei)劃分更多的(de)周期去調節(jie)流量。當🔴工控(kong)機根據電磁(cí)流量計傳送(sòng)回來的🈲信号(hao)發出調⚽節變(bian)頻器工作🌈頻(pín)率的指令後(hòu)⛱️,電機調整功(gong)率到電磁流(liú)量計的實際(jì)測量爲一個(ge)工作周期,我(wǒ)們知道🔴從指(zhǐ)令發送到實(shí)際測量值返(fǎn)回有-一個較(jiao)大的滞後，如(rú)果調💰節的周(zhōu)期時間小于(yú)流量計本身(shen)的一個📞工作(zuò)周期,那麽顯(xian)然不可能達(da)到減小誤差(chà)的目的。
　　利用(yong)模糊控制思(si)想,在控制程(cheng)序中我們把(ba)流量的波動(dòng)區域劃💚分爲(wei)也±△x×yo,yo±03,yo±0.5四個區域(yu),其中sx爲可調(diao)節的誤⛷️差範(fàn)圍,生産中我(wǒ)們取0.015,流💔量區(qū)域劃分的單(dān)位均爲t/h。針對(duì)不同的區域(yu)采取不同的(de)👣調整方❗案。具(ju)體流程如圖(tu)3所示,圖中變(biàn)量🤩Rel表示實際(jì)測量的流量(liang)，變量Idea表🌍示理(li)論流量💚。
4試驗(yan)結果分析
　　 模(mó)糊控制對數(shu)學模型難以(yǐ)獲取、動态特(te)性不易掌握(wò)等控制🏃‍♀️對像(xiàng)有較理想的(de)控制效果,在(zài)其模糊法則(zé)和決策中幹(gan)擾和參數變(biàn)化對控制效(xiao)果的影響被(bei)大大減弱。電(dian)✂️磁流量計信(xìn)号在進入工(gong)控之前采用(yòng)均值濾波以(yǐ)及中值濾波(bo)後🚶才交給控(kòng)制算法處理(lǐ),盡量降低✂️幹(gan)擾帶來的波(bo)動。采取不同(tong)的調節周🐉期(qi)對實時的✉️控(kong)制也很大,周(zhou)期太短對流(liu)量的✍️調節太(tài)頻繁,這樣容(rong)易導緻流量(liang)的波動劇烈(liè),若調節周期(qi)⚽過長則容易(yì)導緻累積誤(wu)差大。經過反(fǎn)複實驗最後(hòu)我們采取以(yi)周期爲💞10s,以上(shang)面劃分的四(sì)個區☔域來減(jiǎn)小流量波動(dong)帶來的誤差(cha),其中當流量(liang)波動超過0.5t/h時(shi),采取周期♉爲(wei)20s.頻率土Hz的調(diào)節方法,這樣(yang)能夠更好㊙️避(bi)開⛷️其工作周(zhōu)期的滞後和(hé)調節✊幅度慢(man)的缺點,更加(jiā)有效地達到(dao)調節效果。

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