淺析測濃硫酸流量計在（zài）自動配料控製係統中（zhōng）的應用
1、引言
在自動配料係統中，目前（qián）應用較（jiào）多流量計就是測濃硫酸流量計和渦輪流量計，測濃硫酸流量計因（yīn）為測量管體中無阻流件（jiàn），更加適合於流體（tǐ）介的自動（dòng）定量配料。據本公司的客戶案（àn）例統計，渦輪流量計用於半自動化（huà）的定量控製中更多一點。本文探計（jì）的是測濃硫酸流量（liàng）計在自動化配料控製係統中（zhōng）的（de）應用。液體（tǐ）介質的原（yuán）料（liào）的運輸傳送以及供給計量通常（cháng）都需（xū）要在生產過程中安裝測濃硫酸流量計以實現精確計量和控製的目的。如何（hé）實（shí）現自動化配料供給的功能，*先需要通過高清電影標（biāo）定測濃硫（liú）酸流量計的測量精度，再通過大量的的（de）試驗數據的統計得到一個較為理想的線性關係，同進找出電機頻率與流（liú）量（liàng）之（zhī）間的波動聯係（xì），以此建立一（yī）個數據關（guān）係模型。再利用動態模糊控製作為其核心控（kòng）製算法，準確（què）地控製液態原料（liào）的供給。
測（cè）濃硫酸流量（liàng）計是根據法拉（lā）*電磁感應定律製成，用（yòng）來測量（liàng）導電液體體積流量（liàng）的儀表。目前已廣泛地被應用於工業過程?中各種導電液體的流量測量，如各種酸、堿（jiǎn）、鹽（yán）等腐蝕性介質（zhì）；各種漿液流量測量，形成（chéng）了獨特的應用領（lǐng）域。在自動（dòng）配料係統中，通過控製電機運行頻率來控（kòng）製（zhì）流量的大小。其應用的準確度對企業產品的質量、原料的消耗以及經濟效益等有直接的影響。測（cè）濃硫酸流量（liàng）計作為液態原料的計量裝置，隨著微電子技術的（de）發展而不（bú）斷提高其計量準確度和應用範圍。而流量計計量是*其複雜的動態計量，其準確度會受很多因素影響，如（rú）：流體的導電性、非軸對稱、電*襯（chèn）裏附著（zhe）物（wù）的影響、電機運行的（de）穩定性、測濃（nóng）硫酸流量計安裝的位置、勵磁的技術、信號線的長度以及外界幹擾等。
測濃硫酸流量計在（zài）調試期間常會遇到一些故障，如顯示波動、精度下降、儀表損壞等，一經（jīng）排除，以後相（xiàng）同條件下不會再出（chū）現。究其原因主要有儀表本身（shēn）元器件（jiàn）損壞引起故障、有選用不當、安裝不妥、環境條件、流體特性等因素造成故障；在（zài）正常（cháng）運行期間（jiān）若出現故障，則一般由流量傳感器內（nèi）壁附著層、雷電打擊以及環境（jìng）條件（jiàn）變化等因素引起。日常工作中時刻注意這些故（gù）障，並（bìng）很（hěn）好地加（jiā）以排除解決，測濃硫酸流量計（jì）就能夠發揮它（tā）應有的作用。本文在（zài）測濃硫酸流量計正常工作的基（jī）礎上，利用其與工控（kòng）機、變頻器及電（diàn）機組成自動控製係統，以模糊控製作為其核心控製算法來研究電機頻率變化時對應流量的變化關係，以達到提高準確控製流量的目的（de）。
2、測濃（nóng）硫酸流量計的靜態標定
測濃硫酸流量計在出廠時經過檢定（dìng），在實（shí）際運行中實時流量能同步（bù）的顯示在（zài）其（qí）表（biǎo）頭（tóu）上，但在自動供料係統中我們（men）需要在工控機上也實（shí）時顯示其流量，並以（yǐ）此進行調控（kòng），這就需要我們把測（cè）濃硫酸流量計本身的流（liú）量信息及時地傳送到工控機上。而測濃硫酸流量計的輸出信號為（wéi）4—20 mA的電流（liú）信號，工控機的采集卡隻能檢（jiǎn）測（cè）0—10 V的電壓信號，故在測濃硫酸流量計的信號輸出端串接一個小於500 Q的電阻用以將電流信號轉換成電壓信號¨1供采集卡采集。表1為測濃硫酸流量計信號輸出端串（chuàn）接一個200 Q電阻後，測濃（nóng）硫酸流量（liàng）計在電機運行（háng）於不同頻率時其本身測量的（de）流量值（zhí）和采集卡所采集的數值。由表1可知。測濃硫酸流量計的波動與采集卡所采集的數值有較好的一致性，滿足實際（jì）使用（yòng）需求。
3、測濃硫酸流量計在自動配料係統（tǒng）中的應用
3．1 測濃硫酸流量計在（zài）自動配料係統中（zhōng）的作用
在自動配料係統中，液態原（yuán）料的供給同樣是按配方的（de）比例（lì）進行（háng）。我們希望在整個生（shēng）產過程中流量都（dōu）按一個常量進行供給，而實際中即使電機固定在某個固（gù）定頻（pín）率，其流量（liàng）依然不是一個常量，如圖l中記（jì）錄的為固定頻率下測濃硫酸流（liú）量計（jì）的（de）測量值。如果（guǒ）人為的進行幹預，其滯後性及精確度都得不到（dào）保證，這勢必影（yǐng）響產品的質量與生（shēng）產的效率。而采用（yòng）工控機根據（jù）測濃硫酸流量計的實際流量進行實時的監控與調節，能讓流量穩定在很小的範圍內，這無疑大大提高了自動（dòng）供料係統（tǒng）的精度與（yǔ）效率㈨。
3．2流量的自動（dòng）控製及模糊控製思想
電磁流鼉計實時地測量生產過（guò）程（chéng）中的液（yè）態原料供給，工控機根（gēn）據其提供的信號對變頻器的頻率進行調整從而實現流量的調節（jiē）。流量的自動控製不僅要達到規定時間內總量的供給，更重要的是要保證生產過程中（zhōng）瞬時流量的配（pèi）比需（xū）求。在生產（chǎn）過程中，測濃硫酸流量計計量的流量如圖2所示。
在工作時間r內我們期望（wàng）測濃硫酸流量計測量（liàng）的信號（hào）Y(t)為一常量，這也是生產過程配方比例中所期望的，而由圖1中我（wǒ）們（men）知道Y(t)受各種因（yīn）素的影響而不停的波動。在工作時間內對Y(t)積分可得到流量的累積￡：
實際生產（chǎn）中流量一直在（zài）某個區域內波動，且其動態特（tè）性不易掌握。從上麵的理論中我們能夠讓誤差△￡盡可能的（de）小，這樣距我（wǒ）們所需要的理論值％就越接近。而減小誤差需要我們把n取的（de）盡可能（néng）大（dà），也就是在生產時間內劃分更（gèng）多的周期去（qù）調節流（liú）量。當工控機根據測濃硫酸流量計傳送（sòng）回來（lái）的信號發出調節變頻器工作頻率的指令後，電機調整功率到測濃硫酸流量計的實際測量為一個工作周期，我們知（zhī）道（dào）從指令發送到實際測量值返（fǎn）回有一個較大的（de）滯後，如果（guǒ）調節的周期時間小於流量計本身的一個（gè）工作周期，那麽顯然不（bú）可能達到減小誤差的目（mù）的。利用模糊控製思想H。，在控製程序中（zhōng）我們（men）把流量的波動區域劃分為±缸×Yo，Yo-t-O．3，Yo±0．5四個區域，其中缸為可（kě）調節的誤差範圍（wéi），生產中我們取0．015，流量區域劃分的單位（wèi）均為t／h。針對不同（tóng）的區域采取不（bú）同的調整方案。具體流程如（rú）圖3所示。圖中變量Rel表（biǎo）示實際測量的流（liú）量，變量（liàng）Idea表示理論流（liú）量。
4、試（shì）驗結果分析
模糊控（kòng）製對數學模型難以獲（huò）取、動態特性不易掌握等控製對（duì）像有（yǒu）較理想（xiǎng）的控製效果，在其模糊法則和決策中幹（gàn）擾和參（cān）數變化對控製（zhì）效（xiào）果的影響被大大減弱。測濃硫酸流量計信（xìn）號在進入工控之前采用均值濾波以及中值濾波後才交給控製算法處（chù）理，盡量降低幹擾帶來的波動。采取不同的調節周期對實時的控製也很大，周期太短對流量的調節太頻繁，這樣（yàng）容易導致流（liú）量（liàng）的（de）波動劇（jù）烈，若調節周期過長則容易導致累積誤（wù）差大。經（jīng）過反複實驗*後我們采取以周期為10 s，以上麵劃分的四（sì）個區域來減小流量（liàng）波動帶（dài）來的誤差，其中（zhōng）當流量波動（dòng）超過0．5 t／h時，采取周期為20 s、頻率4-1 Hz的調節方法，這樣能夠更好避整個生產過（guò）程中其（qí）誤差控（kòng）製在0．15％以（yǐ）內。如圖4所示為采取周期為10 S的（de）調（diào）節，在波動較大時采用20 S的調節；圖5所示為取（qǔ）周（zhōu）期為5 s的調節，在波動較大時采用10 s的調（diào）節。
模糊控製的基本思想是利用計算機來實現人的控製經驗，任何工業過程都（dōu）比（bǐ）較容易得到其定性（xìng）認識（shí），而由此出發就比較容易建立語言控製規則。在自動配料係（xì）統中我（wǒ）們應（yīng）用其對測濃硫酸流量計（jì）的控（kòng）製雖然取得了較理（lǐ）想的結果，不僅（jǐn）在工作時間內以總量的控製準確同時保證（zhèng）了在生產過（guò）程中按（àn）產品配方比例（lì）的控製。但如何獲得（dé）模糊規（guī）則及隸屬函數，這在目前（qián）完全憑經驗來進行，以及（jí）如何保（bǎo）證模糊係統的穩定性這些都是需要我們繼續研究並且提高。
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