摘要(yào):在自動配料(liào)系統中,液态(tài)原料的供給(gěi)通常需要電(diàn)磁流量計 的(de)計量來達到(dào)正确控制的(de)目的。首先通(tong)過靜态标定(ding)電磁流量計(ji)的測量精度(dù),在大量試驗(yàn)的基礎.上拟(nǐ)合出較理想(xiang)的線性關系(xi),同時找出電(diàn)機頻率與流(liú)量間的波動(dòng)聯系,然後利(lì)用動态模糊(hú)控制作爲其(qi)核心控制算(suan)法,正确地控(kong)制液态原料(liào)的供給。
1引言(yán)
　　電磁流量計(ji)是根據法拉(lā)第電磁感應(ying)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(jian)、鹽等腐蝕性(xìng)介質;各種漿(jiāng)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(yùn)行頻率來控(kong)🏃🏻‍♂️制流量的大(da)小。其應用的(de)精度對企業(ye)産品的質量(liàng)、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(wèi)液态原料的(de)計量裝置,随(sui)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(liang),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(xìng)、電磁流量計(ji)安裝的位置(zhi)、勵磁的技術(shu)、信号線的長(zhang)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(zhàng),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(shēn)元器件損壞(huai)引‼️起故障、有(you)選用不當、安(an)裝不妥、環境(jing)條件、流體特(tè)性等因素造(zào)成故障;在正(zhèng)常運行期間(jiān)若出現🌂故障(zhàng),則一般🤞由流(liú)量傳感器内(nei)壁附着層、雷(léi)電打擊.以及(jí)環境條件變(biàn)化等因素引(yǐn)起。日常工作(zuo)中時刻注意(yì)這些故障,并(bing)很好地加以(yǐ)排除解決,電(diàn)磁流量計就(jiu)能夠發揮它(tā)應有的作用(yong)。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(pin)器及電機組(zǔ)成自動控制(zhi)💞系統,以模糊(hú)控制作爲☁️其(qi)核心控🏃制算(suàn)法來研🌈究電(dian)機頻率☂️變🏒化(huà)時對應流量(liang)的變化關系(xì),以達到提高(gao)正确控制流(liú)量的目的。
2電(dian)磁流量計的(de)靜态标定
　　電(diàn)磁流量計在(zài)出廠時經過(guo)檢定,在實際(ji)運行中實時(shí)♋流量能同♌步(bu)的顯示在其(qi)表頭.上,但在(zai)自動供料系(xì)統中我們需(xu)要在工控機(ji)上也實時顯(xian)示其流量,并(bing)以此進行調(diào)控,這就需要(yao)我們把電磁(ci)流量計本身(shen)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(xin)号爲4~20mA的電流(liu)信号,工控📧機(jī)的采集卡👌隻(zhī)能檢測0~10V的電(dian)壓信号,故在(zai)電磁流量計(jì)的信号輸出(chū)端串接--個小(xiǎo)于500Ω的電阻🈲用(yòng)以将電流信(xin)号轉換成📱電(diàn)壓信号“l供采(cǎi)集卡采集。表(biao)1爲電磁流量(liàng)計信号輸出(chu)端串接一個(ge)200Ω電阻後,電磁(ci)流量計在電(diàn)機運行于不(bú)同頻率時其(qí)本身測量♉的(de)流量值和采(cai)集卡所采🏃集(jí)的數值。由🍓表(biao)1可知,電磁流(liu)量計的波動(dòng)與采集卡所(suǒ)采集的數值(zhi)有較好的💃-緻(zhì)性,滿足實際(ji)使用需求。

3電(dian)磁流量計在(zài)自動配料系(xì)統中的應用(yòng)
3.1電磁流量計(ji)在自動配料(liào)系統中的作(zuo)用
　　在自動配(pei)料系統中,液(ye)态原料的供(gong)給同樣是按(àn)配方的比例(li)進行。我們希(xi)望在整個生(shēng)産過程中流(liu)量都按一個(ge)🐇常量💁進行供(gong)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(lǜ)下電磁⭕流量(liàng)計的測量值(zhi)。如👌果人爲的(de)進🐪行幹預,其(qi)滞📐後性及精(jing)度都得不到(dao)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(gēn)據電磁流量(liàng)計的實際流(liu)量進行實時(shi)的監控與調(diào)節,能讓流量(liang)穩定在很小(xiao)的範圍内，這(zhe)無疑大大提(tí)高了自動供(gòng)🌂料系統的精(jing)度與效率5

3.2流量的自動(dòng)控制及模糊(hú)控制思想
　　電(dian)磁流量計實(shi)時地測量生(shēng)産過程中的(de)液态原料供(gong)給,工控機🏒根(gen)據其提供的(de)信号對變頻(pín)器的頻率進(jìn)行調整從而(er)實現流量👅的(de)調節。流量的(de)自動控制不(bu)僅要達到規(gui)定時間内總(zǒng)量的供給,更(geng)重要的是要(yao)保證生👌産過(guo)程中瞬時流(liu)量🚶的配比需(xu)求。在生産過(guo)程中，電磁流(liú)量計計量的(de)流量如圖2所(suǒ)示。

　　在工(gong)作時間T内我(wo)們期望電磁(ci)流量計測量(liàng)的信号y(t)爲🚩一(yī)常量✂️,這也是(shi)生産過程配(pei)方比例中所(suo)期望的,而由(you)圖1中🤟我們知(zhi)道y(t)受各種因(yin)素的影響而(er)不停的波動(dong)。在工作時間(jiān)内對y(t)積分可(ke)得到流量的(de)累積L:

　　假定幹(gàn)擾信号全部(bu)看作爲正弦(xián)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(dong),且其動态特(tè)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(zhe)樣距我們所(suǒ)需要的理論(lun)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(nèi)劃分更多的(de)🌈周期去調節(jie)流量。當工控(kòng)機根據電磁(ci)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(hou),電機調整功(gōng)率到電磁流(liu)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(shi)際測量值返(fan)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(sī)想,在控制程(chéng)序中我們把(bǎ)流量的波動(dòng)區域🔞劃分爲(wèi)也±△x×yo,yo±03,yo±0.5四個區域(yù),其中sx爲可調(diào)節的誤差範(fan)🍉圍,生産中我(wǒ)們取0.015,流量區(qu)域劃分的單(dan)位均爲t/h。針對(dui)不同的區域(yù)采取不同的(de)調整方案。具(jù)體流程如圖(tú)3所示,圖中變(bian)量🈲Rel表示實際(jì)測量的流量(liàng)，變量Idea表示理(lǐ)論流量。
4試驗(yan)結果分析
　　 模(mó)糊控制對數(shù)學模型難以(yi)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(ze)和決策中幹(gàn)📧擾和參數變(biàn)化對控制效(xiao)果的影響被(bei)大大減弱。電(diàn)磁流量🌍計信(xìn)号在進入工(gong)控之前采用(yong)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(bo)動。采取不同(tóng)的調節周期(qi)對實時的控(kong)制也很大,周(zhou)期太短對流(liú)量的調節🚩太(tài)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(yì)導緻😍累積誤(wu)差大。經過反(fan)複實驗最後(hou)我們采取以(yi)周期爲10s,以上(shang)面劃分的四(si)個區域來💔減(jian)小流量波動(dòng)帶♻️來的誤差(cha),其中當流量(liàng)波動超過0.5t/h時(shi),采取周期爲(wei)20s.頻率土Hz的調(diao)節方法,這樣(yang)能夠更好避(bì)開其工作周(zhou)期的滞後和(he)調節幅度慢(màn)的缺點,更❄️加(jiā)有效地達到(dào)調節效果。

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