液體(tǐ)流量計檢(jian)定系統的(de)自動化是(shi)将工業生(sheng)産中的自(zi)動檢測、信(xìn)息處理、分(fen)㊙️析判斷、操(cao)縱控制的(de)理念及方(fāng)法引入流(liú)量😘計檢定(ding)行業中，從(cong)而大限度(dù)地解放人(rén)力資源🥵、節(jie)約管理成(cheng)本、規範檢(jian)定工作。
一(yī)、檢定系統(tong)自動化的(de)實現
實現(xian)檢定系統(tǒng)的自動化(huà)需要解決(jué)以下問題(ti)
：（1）泵組及變(biàn)頻器的調(diào)節；（2）閥門組(zǔ)的調節；（3）過(guo)程數據的(de)🎯處🎯理及分(fen)🔞配；（4）參數的(de)學習、分析(xi)及整合；（5）檢(jiǎn)定流程的(de)♻️自動化控(kong)制及調整(zhěng)；（6）數學模型(xíng)的建立；（7）突(tū)發狀況的(de)預判及😍處(chù)理。
　　前4項用(yòng)于系統自(zi)動調整檢(jian)定中的流(liú)量點并判(pan)斷調整後(hou)的流👄量是(shi)否适于檢(jiǎn)定工作，此(ci)項是整個(ge)自動化檢(jiǎn)定中的重(zhòng)點和難點(diǎn)，後面将逐(zhú)一解釋，（5）、（6）項(xiang)用于完成(chéng)預定的✏️檢(jian)定過程，後(hòu)一項用于(yú)保障檢定(ding)設備的安(an)全。
1.泵組及(ji)變頻器的(de)預設
　　 我們(men)所選取的(de)設備爲一(yi)拖多模式(shì)，即一台變(biàn)頻器☀️拖動(dong)🌈若幹台泵(bèng)。這種模式(shì)下需要系(xi)統能夠根(gen)據所預設(shè)🔞的流量點(dian)，自動确定(ding)需要的泵(bèng)組合及各(gè)泵的工作(zuo)狀态.實現(xiàn)這一預期(qī)需要4個前(qián)提，即泵的(de)流量♉特性(xìng)、泵組合的(de)确定、變頻(pin)的動态調(diào)整，以⭕及泵(bèng)組實際流(liu)量特性修(xiū)正。
　　根據每(mei)台泵的H—Q曲(qu)線可知其(qi)在系統中(zhōng)的大出水(shuǐ)量，如✂️圖1所(suo)示♊，以此作(zuò)爲依據使(shi)用排列組(zǔ)合方式确(que)定所需流(liú)量點的泵(beng)組合方式(shì)，此時将得(dé)到一個初(chu)步的泵組(zǔ)合。根據泵(beng)組大出水(shui)量、單台泵(beng)大出水量(liàng)、設定流量(liàng)的差值關(guan)系确定需(xū)要變頻調(diào)節的泵，同(tóng)時❗由于變(bian)頻輸出與(yu)泵轉速之(zhi)間爲線性(xing)對應，确定(ding)變頻輸出(chu)的數值。至(zhi)此，爲流量(liàng)點的調節(jie)制定了初(chū)步泵組控(kòng)制方案。
　　值(zhí)得注意的(de)是,泵組的(de)實際出水(shui)量與其理(li)論值之🌈間(jiān)存在💘差異(yì)，所以應将(jiang)這種差異(yì)代入其流(liú)量特性的(de)修正中，實(shí)際操作時(shi)應根據其(qí)實際特性(xing)調整泵組(zu)初步控制(zhi)。

2.閥門組的(de)調節
　　流量(liang)調節中另(lìng)外的重要(yào)一節是對(duì)調節閥組(zu)的調節，即(jí)✊通過對管(guan)道特性的(de)改變實現(xian)流量改變(biàn)的目的。爲(wei)⛷️實現調節(jiē)閥全程範(fan)圍内的平(píng)穩和可調(diào)性，選擇等(děng)百分比調(diào)節閥。圖2爲(wei)等百分比(bi)調節閥的(de)理想特性(xing)曲線，即兩(liǎng)端壓差不(bu)變的情況(kuàng)下的特性(xìng)曲線。在實(shí)際應用中(zhōng)并不存在(zài)⛷️理想情況(kuang)，所以需要(yào)對此曲線(xiàn)作出修正(zhèng)⭐，但其總體(ti)走向不變(biàn)。

　　實際應用(yòng)中爲節省(shěng)成本多使(shǐ)用标準表(biǎo)組（如實驗(yàn)對象），每台(tai)✊标準表後(hou)安裝獨立(lì)調節閥用(yong)于流量調(diao)節，由此形(xíng)成應用中(zhōng)的調節閥(fá)組調節。在(zai)多調節閥(fá)👉的調節中(zhong)，每台調節(jiē)閥開度的(de)改變都會(hui)引起上下(xià)遊壓力及(jí)各管線流(liu)量的變化(hua)，各管線流(liu)量的分配(pèi)理論上與(yu)其☔管徑成(cheng)正比，但由(you)于不同口(kǒu)徑調節閥(fa)及管線鋪(pu)設所産生(shēng)的局部壓(ya)力損失不(bu)同，各🈚管線(xiàn)實際流量(liàng)分配與理(lǐ)論值存在(zài)出入，需要(yào)在調節閥(fa)開度算法(fa)内調整這(zhè)🏒種差異。
3.過(guò)程數據的(de)處理及分(fen)配
（1）調節參(cān)數的分配(pei)及調整
　　單(dān)一的泵組(zu)或調節閥(fa)組的調節(jiē)并不能快(kuài)速、正确地(dì)達到預設(she)流量，需要(yao)合理分配(pèi)兩項調節(jie)的權重，進(jìn)行組合調(diào)節。系統将(jiāng)實際流量(liang)與設定流(liú)量的偏差(cha)範圍分爲(wei)3級，其範圍(wéi)依次縮小(xiao)，各範圍随(sui)系統運行(hang)狀況自動(dong)調整，其初(chū)值建議取(qu)10%、5%、1%。
　　這一過程(chéng)中，調節閥(fá)、泵的選擇(zé)和調整遵(zun)循3個小原(yuán)則，即🔞設備(bei)增減數量(liang)小，設備調(diao)節量小，流(liú)量波動小(xiao)。
（2）流量穩定(ding)性的判定(ding)
　　對大部分(fèn)被檢表而(ér)言，實際流(liu)量與設定(dìng)流量之間(jian)🐪的🚶偏差進(jin)入✍️5%範圍内(nei)即可符合(he)規程要求(qiú)，系統将此(cǐ)範圍默認(rèn)爲1%（可動态(tài)💰調整），能夠(gou)更加貼近(jìn)用戶的實(shí)際需求。流(liu)量進入這(zhè)一範圍（即(ji)♈第3級調整(zheng)範圍）後，計(ji)算一段時(shí)🈚間内所采(cǎi)集的流量(liang)點的方差(chà)，判斷其穩(wen)⁉️定狀态。
（3）調(diào)節死區的(de)處理
　　在實(shi)際流量的(de)調節過程(chéng)中存在一(yī)定數量的(de)死區，這是(shì)由調節機(jī)構本身性(xìng)能及檢定(ding)設備整體(tǐ)結構所引(yin)起的不可(kě)控因素。正(zheng)确應對死(sǐ)區可以提(tí)高流💯量調(diao)整速度，同(tong)時避免邏(luó)輯判斷進(jìn)入死循環(huan)而導緻程(cheng)序崩潰。對(duì)于調🎯節中(zhong)的死區可(ke)通過調整(zheng)控制權重(zhong)和提高容(rong)錯機制處(chu)理，在第一(yi)級流量範(fàn)圍内首選(xuǎn)調整控制(zhì)權重，後兩(liang)級尤其是(shi)第3級範圍(wei)内應👅以提(ti)高容☁️錯機(ji)制爲主。
4.參(cān)數的學習(xi)、分析和整(zheng)合
　　參數的(de)自學習、自(zi)調整是基(ji)于人工神(shén)經網絡控(kòng)制（ANNs）的一種(zhong)控制方式(shì)，并行、容錯(cuo)、自我學習(xi)是其與傳(chuan)統控制方(fāng)法的主要(yao)區别，如圖(tu)3所示。系統(tǒng)隻設置基(ji)本的控制(zhi)總則，在基(jī)本規則的(de)框架内，系(xi)統通過在(zài)運🛀行中不(bu)斷地采集(jí)、分🈲析過程(chéng)數據和行(hang)爲，對其初(chū)的控制參(can)數進行分(fèn)類、優化。除(chu)必要算法(fa)和模型外(wài)，在流量調(diao)節中不使(shi)用固定算(suan)法，而是将(jiāng)采集、處理(lǐ)過的過程(cheng)數✉️據和設(shè)備行爲作(zuò)爲獨立單(dān)元存儲。通(tōng)過試運行(háng)階段的磨(mó)合🏒，積累大(dà)量的數據(jù)單元，在正(zhèng)式使用時(shí)，通過對現(xiàn)場數據和(hé)行爲的分(fèn)析，選取佳(jia)的單元組(zǔ)合，同時記(jì)錄經調整(zhěng)後的過程(chéng)數據，選擇(ze)增加或更(gèng)新數據、行(háng)爲單元。在(zài)運行一段(duàn)時間後，控(kong)制👣系統與(yu)設備間将(jiang)達到契合(he)度💯，并🈲且由(yóu)于其關鍵(jiàn)參數一直(zhí)處🔞于持續(xu)的優化調(diào)整中，所以(yǐ)其控制性(xìng)能并不會(huì)因設備♈性(xing)能、狀态的(de)改變而下(xià)降。同時由(you)💔于系統采(cai)用可調整(zheng)的容錯機(jī)制㊙️，能夠有(you)效避免由(yóu)于設備性(xìng)能所㊙️引起(qǐ)的控制死(si)區、系統崩(beng)潰☀️現象。

5.檢定(ding)流程的自(zi)動化控制(zhi)和調整
　　除(chú)必要的儀(yí)表基本信(xìn)息和系統(tǒng)不能夠直(zhi)接采集的(de)環境信息(xī)外，檢定過(guo)程所需涉(she)及的過程(cheng)參數、流程(cheng)控制、數據(jù)處⛷️理、設🧑🏽‍🤝‍🧑🏻備(bèi)保護均應(yīng)作自動化(huà)處理，使系(xi)統能夠在(zai)無人狀态(tài)下自動完(wán)成。
　　針對具(jù)體的檢定(dìng)需求，系統(tong)需根據用(yòng)戶所選擇(zé)的檢定方(fāng)法和被檢(jiǎn)表種類、精(jīng)度、信号等(děng)自動調整(zheng)檢定方案(àn)和自動檢(jian)定☂️流程。以(yǐ)采用靜态(tai)質量法的(de)脈沖類電(dian)磁流量計(ji)爲例，其檢(jian)定流程如(rú)圖4所示。
　　檢(jian)定流程中(zhōng)所涉及的(de)大部分功(gong)能都以模(mó)塊化方式(shi)設⛱️計☂️，可以(yǐ)根據實際(jì)需求選擇(ze)是否開啓(qǐ)，以增加🥰系(xì)統的靈🌈活(huó)度。比如在(zài)一🔴般檢定(ding)中，爲得到(dào)更好的檢(jiǎn)定數據，可(ke)選擇剔除(chú)粗大誤❌差(cha)，或對産生(sheng)粗大誤差(cha)的點重新(xin)檢定。但在(zai)整體裝置(zhì)穩定性評(píng)定時，需要(yào)連續10次測(ce)量數據，爲(wèi)反映設備(bèi)真實性能(néng)，可不選🤩擇(ze)剔除。

　　此外(wai)，檢定自動(dòng)化并非不(bu)允許人爲(wèi)操作，系統(tong)在設計上(shàng)具備手/自(zi)動兩種模(mó)式，手動模(mó)式的存在(zai)有利于實(shi)驗性項目(mù)的開展。
6.測(cè)量模型的(de)建立
　　作爲(wei)流量計檢(jian)定領域的(de)行業軟件(jian)，系統對被(bèi)檢表♌的誤(wu)差🏃‍♀️、重複性(xing)、精度等數(shù)據的計算(suàn)和判定都(dōu)需要遵循(xun)現行國家(jiā)計量檢定(dìng)規程。其測(cè)量模型的(de)建立應嚴(yan)格💰遵循施(shī)行中的計(ji)量檢定規(guī)程，同時考(kǎo)慮到規程(chéng)的不定期(qi)更新，更需(xu)預留🈲更新(xin)接口♍。所以(yi)測量模型(xing)的建立應(ying)以規程号(hào)爲分類依(yī)據獨立編(biān)寫（雖然很(hen)多隸屬不(bú)同規程的(de)流量計其(qi)計算模型(xing)是相同的(de)）。
7.突發狀況(kuàng)的預判及(jí)處理
　　系統(tǒng)需要考慮(lǜ)在檢定過(guo)程中可能(néng)出現的突(tu)發情況，如(ru)采用靜🚶‍♀️态(tài)質量法時(shi)的溢水、開(kai)關閥門失(shi)靈等情況(kuang)。對此需要(yào)實時處理(li)過程中的(de)數據，預判(pàn)可能♈發生(sheng)的危險，并(bìng)及時作出(chu)調整。對于(yú)來不及調(diao)整或♉已經(jing)發生的突(tū)發狀況，需(xu)要啓🙇🏻動緊(jin)急措施，避(bi)免或減少(shao)由此而🏒産(chan)生的不良(liang)後果。
　　以質(zhi)量法時的(de)防溢出爲(wei)例，當實際(jì)流量、設定(dìng)檢定時間(jian)、稱🙇🏻重罐允(yǔn)許容積配(pèi)比不當時(shi)（即Q×t＞V），将出現(xiàn)罐内水溢(yì)📞出情況。爲(wèi)避免💛這一(yi)情況的發(fā)生，系統實(shí)時監視流(liú)量的瞬時(shí)波動和一(yī)段時間内(nèi)的平均值(zhí)，參考設定(ding)時間提前(qian)估算出檢(jiǎn)定時☂️間内(nèi)的總流量(liàng)範圍，當其(qi)風險比例(lì)超出允許(xu)範圍後，将(jiāng)根據具體(tǐ)情況選擇(ze)縮短時間(jian)，暫停檢定(ding)，調整流量(liang)等不同的(de)應對措施(shī)。預判應對(dui)能🈲夠消除(chú)✌️絕大部分(fen)的危險因(yīn)素。如果由(you)于外在原(yuán)因預判失(shi)敗，将進入(rù)緊急應對(dui)模式，此時(shi)應及時開(kai)通旁路和(hé)洩水🏃‍♂️通路(lù)，消除或減(jiǎn)少由此引(yǐn)起的不良(liang)後果。緊急(ji)應對模式(shì)解決問題(tí)後需要自(zi)動回複正(zhèng)常狀态，同(tong)時将此次(cì)處理操作(zuò)記錄在案(àn)。
二、結束語(yǔ)
　　液體流量(liàng)計檢定系(xì)統的全自(zi)動化能有(you)效降低使(shǐ)用者的管(guǎn)理♌和人力(li)成本，減少(shao)檢定工作(zuò)中由于人(ren)爲因素而(er)增加的不(bú)确定因素(sù)，有利于檢(jiǎn)定工作的(de)高效、公❓正(zheng)。但也應注(zhu)意到，全自(zi)動系統對(dui)檢定設備(bei)✨的硬件要(yao)🌏求相對較(jiao)高，需要配(pei)🌈備相應的(de)👄信号回饋(kuì)🐪機構和較(jiao)高性能的(de)調節機構(gou)才能保證(zhèng)其高效穩(wěn)定的工作(zuo)。在成本與(yu)性能之間(jiān)如何平衡(héng)也是👨‍❤️‍👨需要(yao)我們進一(yī)步研究的(de)問題。

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