摘要(yào):在自動配料(liào)系統中,液态(tai)原料的供給(gei)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(ji)的測量精度(du),在大量試驗(yàn)的基礎.上拟(nǐ)合出較理想(xiǎng)的線性關系(xi),同時找出電(dian)機頻率與流(liú)量間的波動(dòng)聯系,然後利(li)用動态模糊(hu)控制作爲其(qí)核心控制算(suàn)法,正确地控(kong)制液态原料(liao)的供給。
1引言(yan)
　　電磁流量計(jì)是根據法拉(lā)第電磁感應(yīng)定律制成，用(yòng)來測量導電(diàn)液體體積流(liú)量的儀表。目(mù)前已廣泛地(di)❤️被應🌈用于工(gōng)業過程"中各(ge)種導電液體(tǐ)的流量測量(liang)，如各種酸、堿(jian)、鹽🐅等腐蝕性(xìng)介質;各種漿(jiang)☔液流量測量(liang)，形成了獨特(te)的應用領域(yu)。在自動配料(liao)系🏒統中,通過(guò)控制電機運(yun)🐪行頻率來控(kòng)☂️制流量的大(dà)小。其應用的(de)精度對企業(yè)産🍓品的質量(liang)、原料的消耗(hao)以及經濟效(xiào)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(ji)術的發展而(ér)不斷提高其(qi)計量精度和(hé)應用範圍。而(er)流量計計量(liang)是極其複雜(zá)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(chen)裏附着物的(de)影響、電機運(yùn)🌈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(diao)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(jīng)排除,以後相(xiang)同條件🧑🏽‍🤝‍🧑🏻下不(bú)會再🚶出現。究(jiu)其原因主要(yao)有儀表本身(shen)元器件損壞(huài)引起故障、有(you)選用不當、安(ān)裝不妥、環境(jìng)條件、流💛體特(te)性等因素造(zao)成故障;在正(zhèng)常運行期間(jiān)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(jí)環境條件變(biàn)化等因素引(yǐn)♍起。日常工作(zuò)中時刻注意(yi)這些故障,并(bìng)很好地加以(yi)排除解決,電(dian)磁流量‼️計就(jiu)能夠發揮它(tā)應有的作用(yòng)。本文在電磁(ci)流量計正常(cháng)工作💋的基礎(chu)上,利用其與(yu)工控機、變頻(pín)器及電📧機組(zǔ)成自動控制(zhì)系統,以模糊(hu)控制作爲其(qi)核心控💯制算(suan)法來研究電(diàn)機頻率變💯化(huà)時對應流量(liàng)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(zài)出廠時經過(guò)檢定,在實際(jì)運行中實時(shi)流量能同步(bù)的顯示在其(qi)表頭.上,但在(zài)自動供料系(xi)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(yao)我們把電🙇‍♀️磁(ci)流量計本身(shēn)的流量信息(xī)及時地傳送(song)到工控機.上(shang)。而電磁流❌量(liàng)計的輸出♻️信(xìn)号爲4~20mA的電流(liú)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(chū)端串接--個小(xiǎo)于500Ω的電阻用(yong)以将電流信(xìn)号轉換成電(diàn)壓信号“l供采(cǎi)集卡采集。表(biǎo)1爲電磁流量(liang)計信号輸出(chu)端串接一個(gè)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(jí)的數值。由🏃表(biǎo)1可知,電磁流(liu)量計的波動(dong)與采集卡所(suo)采集的數值(zhi)有較好的🌈-緻(zhì)性,滿足實際(ji)使用需求。

3電(diàn)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(ji)在自動配料(liao)系統中的作(zuo)用
　　在自動配(pèi)料系統中,液(ye)态原料的供(gòng)給同樣是按(an)配方的♻️比例(lì)進行。我們希(xi)望在整個生(sheng)産過程中流(liu)量💚都按一個(gè)‼️常量🈚進行供(gòng)給,而實際中(zhōng)即使電機固(gù)定💰在某個固(gù)定頻率,其流(liu)量依然不是(shi)一個常量,如(ru)圖1中記錄的(de)爲固定頻🤞率(lü)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(chan)的效率。而采(cǎi)用工控機根(gen)據電磁💞流量(liang)計的實際流(liú)量進行實時(shí)的監控與調(diào)節,能讓流量(liang)穩定在很小(xiao)的範圍内，這(zhè)無疑大大提(tí)高了自動供(gòng)料系統的精(jīng)度與效率5

3.2流量的自動(dong)控制及模糊(hú)控制思想
　　電(diàn)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(gēn)據其提供的(de)信号對變頻(pin)器的頻率進(jìn)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(gui)⛹🏻‍♀️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(guo)程中，電磁⭐流(liú)量計計量✔️的(de)流量如圖2所(suo)示。

　　在工(gong)作時間T内我(wo)們期望電磁(cí)流量計測量(liang)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(you)圖1中我們☁️知(zhī)道y(t)受各☂️種因(yīn)素的影響而(ér)不停的波動(dong)。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(gàn)擾信号全部(bu)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(dài)入式(4)得:

　　實際(ji)生産中流量(liang)一直在某個(ge)區域内波動(dòng),且其動♈态特(te)性不易⭐掌握(wo)。從上面的理(lǐ)論中我們能(neng)夠讓誤差ΔL盡(jìn)可能的小🛀🏻，這(zhè)樣距我👌們所(suǒ)需要的理論(lun)值yo就越接近(jin).而減小誤差(chà)需要🔞我們把(ba)📐n取的盡㊙️可能(néng)大,也就是在(zai)生産時間内(nei)劃分更多的(de)周期去調👉節(jie)流量。當🐆工控(kòng)機根據電磁(cí)流量計⭕傳送(sòng)回來的✌️信号(hào)發出調🔞節變(bian)頻器工作頻(pin)率的指令後(hòu),電機調整功(gōng)率到電磁流(liú)量計的實際(ji)測量爲一個(gè)工作周期,我(wo)們知道從指(zhǐ)令發送到實(shi)際測量值返(fan)回有-一個較(jiào)大的滞後，如(rú)果調節的周(zhōu)期時間小于(yu)流量計本身(shen)的一個👉工作(zuo)周期,那麽顯(xian)然不可☁️能達(dá)到減小誤差(cha)的目的。
　　利用(yòng)模糊控制思(sī)想,在控制程(chéng)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(diào)節的誤👣差範(fan)圍,生産中我(wo)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(jù)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(yi)獲取、動态特(te)性不易掌握(wo)等控制💔對像(xiàng)有較理想的(de)控制效果,在(zài)其模糊法則(ze)和🌈決策中幹(gàn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼擾和參數變(biàn)化對控制效(xiào)果的影響被(bèi)大大減弱。電(dian)磁流量計信(xin)号在進入工(gōng)控之前采用(yòng)均值濾波以(yi)及中值濾波(bo)後才交給控(kong)制算法處理(li),盡量降低幹(gan)擾帶來的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼波(bō)動。采取不同(tóng)的調節周期(qi)對實時的控(kòng)制也很大,周(zhōu)期太短對流(liu)量的💘調節太(tai)頻繁,這樣容(róng)易導緻流量(liang)的波動劇烈(liè),若調節周期(qi)過長則容易(yi)導緻累積誤(wu)差大。經過反(fǎn)複實驗最💞後(hòu)我們采取以(yǐ)周期爲10s,以上(shang)面劃分的四(sì)個區域來減(jiǎn)小流量波動(dòng)帶來的誤🥰差(chà),其中當流量(liàng)波動超過0.5t/h時(shi),采取周期爲(wèi)20s.頻率土Hz的調(diào)🔞節方法,這樣(yàng)能夠更好❓避(bì)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(dào)調節效果。

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