摘要(yao):在自動配料(liào)系統中,液态(tài)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(jì)的測量精度(dù),在大量試驗(yan)的基礎.上拟(nǐ)合出較理想(xiǎng)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(li)用動态模糊(hu)控制作爲其(qi)核心控制算(suàn)法,正确地控(kòng)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(ying)定律制成，用(yong)來測量導電(diàn)液體體積流(liú)量的儀表。目(mù)前已廣泛地(dì)被應用于工(gōng)業過程"中各(gè)種導電液體(ti)的流量測量(liàng)，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(yu)。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(ye)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(ci)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(qí)計量精度和(he)應用範圍🌈。而(ér)流量計計量(liang)是極其🌈複雜(za)的動态計量(liàng),其精度會受(shou)很多因素影(yǐng)響,如:流體的(de)導電性、非軸(zhóu)對稱、電極襯(chèn)⛷️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(zhì)、勵磁的技術(shu)💚、信号線的長(zhǎng)度以及外界(jie)幹擾等。
　　電磁(ci)流量計在調(diao)試期間常會(hui)遇到--些故障(zhàng),如顯示💛波‼️動(dòng)、精度下降、儀(yí)表損壞等,-經(jing)排除,以後相(xiang)同條件下不(bu)會再出現。究(jiu)其原因主要(yào)有儀表本身(shēn)元器件損壞(huai)引起故障、有(you)選用不當、安(ān)裝不妥、環境(jing)條件、流💛體特(te)性等因素造(zào)成故障;在正(zheng)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(ji)環境條件🐇變(biàn)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(yi)排除❄️解決,電(diàn)磁流量計就(jiù)能夠發揮它(tā)應有的作用(yong)。本文在電磁(cí)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(zhì)系統,以🆚模糊(hú)控制作爲其(qi)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(gao)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(shí)流🥵量能同步(bù)的顯示在其(qi)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(xian)示其流量🔴,并(bing)以此☀️進行調(diào)控,這就需要(yào)我們把電磁(ci)流量計本身(shēn)的流量信息(xī)及時地傳送(sòng)到⛱️工控機.上(shàng)🐅。而電磁流量(liàng)計的輸出信(xin)号爲4~20mA的電流(liú)信号,工控機(ji)的采集卡隻(zhi)能檢測0~10V的電(dian)壓信号,故在(zài)電磁流量計(jì)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(dian)壓信号“l供采(cai)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(cí)流量計在電(dian)機運行于不(bu)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(suǒ)采集的數值(zhi)有較好的-緻(zhi)性,滿💛足實際(jì)使用需求。

3電(diàn)磁流量計在(zai)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(liao)系統中的作(zuò)用
　　在自動配(pèi)料系統中,液(ye)态原料的供(gòng)給同樣是按(àn)配方的比例(li)進行。我們希(xī)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(zhong)即使電機固(gù)定在某個固(gu)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(lü)下電磁⁉️流量(liang)計的測量值(zhi)。如果人爲的(de)進🏃‍♀️行幹預,其(qí)滞後性及精(jīng)度都得不到(dao)保證,這勢必(bi)影響産品的(de)質量與生産(chan)的效率。而采(cǎi)用工控機根(gēn)🔴據電磁流量(liang)計🈲的實際流(liu)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(gen)據其提供的(de)信号對變頻(pín)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(bu)僅要達到規(guī)🐇定時間内總(zong)量的供給㊙️,更(gèng)重要的是要(yào)保證生産過(guò)程中瞬時流(liu)量的配比需(xū)求。在生産過(guo)程中，電磁流(liu)量計計量的(de)流量如圖2所(suo)示。

　　在工(gōng)作時間T内我(wo)們期望電磁(ci)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(pei)方比例中所(suǒ)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(er)不停的波動(dong)。在工作時間(jian)内對y(t)積分可(ke)🥰得到流🚩量的(de)累積L:

　　假定幹(gan)擾信号全部(bù)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(jì)生産中流量(liàng)一直在某個(gè)區域内波動(dong),且其動🍓态特(te)性不💘易掌握(wo)。從上面的理(lǐ)論中我們能(néng)夠讓誤差ΔL盡(jin)可能的小，這(zhe)樣距我們所(suo)需要的理論(lùn)值yo就越接近(jìn).而減小誤差(chà)需要我們把(bǎ)✌️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(jiē)流量。當工控(kòng)機根據電磁(ci)流量計傳送(song)回來的信号(hao)發出調節變(biàn)頻器工作頻(pín)率的指令後(hòu),電機調整功(gong)率到電磁流(liu)量計的實際(ji)🙇‍♀️測量爲一個(gè)工作周期,我(wǒ)們知道從指(zhi)令發送到實(shí)際測量值返(fǎn)回有-一個較(jiào)大的滞後，如(rú)果調✍️節的周(zhou)期時間小于(yú)流量計本身(shēn)的一個工作(zuò)周期,那麽顯(xian)然不可能達(dá)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(bǎ)流量的🌍波動(dòng)☀️區域劃分爲(wei)也±△x×yo,yo±03,yo±0.5四個區域(yù),其中sx爲可調(diao)節的誤差範(fan)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(dui)不同的區☁️域(yu)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(ji)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(mo)糊控制對數(shu)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(zé)和決策中幹(gan)擾和🏃‍♀️參數變(bian)化對控制效(xiao)果的影響被(bèi)大大減弱。電(dian)磁流量計信(xin)号在進入工(gong)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(lǐ),盡量降低幹(gan)擾帶來的波(bo)動。采取不同(tóng)的調節周期(qī)對實時的控(kòng)👨‍❤️‍👨制也很大,周(zhōu)期太短對流(liú)量的調節太(tai)頻繁,這🔴樣容(rong)易導緻流量(liàng)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(fan)複實驗最📧後(hòu)我們采取以(yi)周期爲10s,以上(shàng)面劃分的四(sì)個區域來⚽減(jian)小流量波動(dong)帶✊來的誤差(cha),其中當流量(liàng)㊙️波動超過0.5t/h時(shí),采取周期爲(wei)20s.頻率土Hz的調(diao)節方法,這樣(yàng)能夠更好㊙️避(bi)開其工作周(zhou)期的滞後和(he)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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