摘要(yao):在自動配(pei)料系統中(zhong),液态原料(liao)的供給通(tong)常需要電(dian)磁流量計(ji) 的計量來(lai)達到正确(que)控制的目(mu)的。首先通(tong)過靜态标(biao)定電磁流(liu)量計的測(ce)量精度,在(zai)大量試驗(yan)的基礎.上(shang)拟合出較(jiao)理想的線(xian)性關系,同(tong)時找出電(dian)機頻率與(yu)流量間的(de)波動聯系(xi),然後利用(yong)動态模糊(hu)控制作爲(wei)其核心控(kong)制算法,正(zheng)确地控制(zhi)液态原料(liao)的供給。
1引(yin)言
　　電磁流(liu)量計是根(gen)據法拉第(di)電磁感應(ying)定律制成(cheng)，用來測量(liang)導電液體(ti)體積流量(liang)的儀表。目(mu)前已廣泛(fan)地被應用(yong)于工業💜過(guo)程"中各種(zhong)導電液體(ti)的流量測(ce)量，如各種(zhong)酸、堿、鹽等(deng)腐蝕性介(jie)質;各種漿(jiang)液流量測(ce)量🔱，形成了(le)獨特的應(ying)用領域。在(zai)自❗動配料(liao)系統中,通(tong)過♋控制電(dian)機運行頻(pin)率來控制(zhi)流量的大(da)小。其應用(yong)的🐇精度對(dui)企業産品(pin)的質量、原(yuan)料🐉的消耗(hao)以及經濟(ji)效㊙️益等有(you)直🌏接的影(ying)☎️響。電磁流(liu)量計作爲(wei)液态原料(liao)的計量裝(zhuang)置,随着微(wei)電子技術(shu)的發展而(er)不斷提高(gao)其計量精(jing)度和應用(yong)範圍。而流(liu)量計計量(liang)是極其🈲複(fu)雜的動态(tai)計量,其精(jing)度會受很(hen)多因素影(ying)響,如:流體(ti)的導電性(xing)、非軸對稱(cheng)、電極襯裏(li)㊙️附着物的(de)影響、電機(ji)運✊行的⁉️穩(wen)定性、電磁(ci)流量計🌂安(an)裝的💔位置(zhi)、勵磁的技(ji)術、信号線(xian)的長度以(yi)及外界幹(gan)擾等。
　　電磁(ci)流量計在(zai)調試期間(jian)常會遇到(dao)--些故障,如(ru)顯示波♻️動(dong)、精度下降(jiang)、儀表損壞(huai)等,-經排除(chu),以後相同(tong)條件下不(bu)會再出現(xian)♌。究其原因(yin)🔴主要有儀(yi)表本身元(yuan)器件損壞(huai)引起故障(zhang)、有選用不(bu)當、安裝不(bu)妥、環境條(tiao)件、流體特(te)性等因素(su)造成故障(zhang);在正常運(yun)行期間若(ruo)出現故障(zhang),則一般由(you)流量傳感(gan)器内壁附(fu)着🚶‍♀️層、雷電(dian)打擊.以及(ji)環境條件(jian)變化等因(yin)素引💜起。日(ri)常工作中(zhong)時刻注意(yi)這些故障(zhang),并很好地(di)💋加以排除(chu)⛱️解決,電磁(ci)流量計就(jiu)能夠發揮(hui)它應有的(de)作用。本文(wen)在電磁流(liu)量計正常(chang)工作的基(ji)礎上,利用(yong)其與工控(kong)機、變頻器(qi)及電機組(zu)成自動控(kong)制👉系統,以(yi)模糊控制(zhi)作爲其核(he)心控制算(suan)法來研✔️究(jiu)電機頻率(lü)變化時對(dui)應流量的(de)變化👄關系(xi),以達到提(ti)高正确控(kong)制流量的(de)目的。
2電磁(ci)流量計的(de)靜态标定(ding)
　　電磁流量(liang)計在出廠(chang)時經過檢(jian)定,在實際(ji)運行中實(shi)時㊙️流量能(neng)同步的顯(xian)示在其表(biao)頭.上,但在(zai)自動供料(liao)系統中我(wo)💜們需🏃要在(zai)⭐工控機上(shang)也實時顯(xian)示其流量(liang),并以此進(jin)行調控,這(zhe)就需要我(wo)們把電🛀磁(ci)流量計本(ben)身的流量(liang)信息及時(shi)👅地傳送到(dao)工控機.上(shang)。而電磁流(liu)量計的輸(shu)出信号爲(wei)4~20mA的電🛀流信(xin)号,工控機(ji)的采集卡(ka)隻能檢測(ce)0~10V的電壓信(xin)号,故在電(dian)磁流量計(ji)的信号輸(shu)出端串接(jie)--個小于500Ω的(de)電阻⁉️用以(yi)将電🌐流信(xin)号轉換成(cheng)電壓信号(hao)“l供采集卡(ka)采集。表1爲(wei)電磁流💃🏻量(liang)🔞計信号輸(shu)出端串接(jie)一個200Ω電阻(zu)後,電磁流(liu)量計在電(dian)機運行于(yu)不同頻率(lü)時其本身(shen)測量的流(liu)量值和采(cai)集卡所采(cai)集的數值(zhi)。由♌表1可知(zhi),電磁流♻️量(liang)計的波動(dong)與采集卡(ka)所采集的(de)數值有較(jiao)好的-緻性(xing),滿足實際(ji)使用需求(qiu)。

3電磁流量(liang)計在自動(dong)配料系統(tong)中的應用(yong)
3.1電磁流量(liang)計在自動(dong)配料系統(tong)中的作用(yong)
　　在自動配(pei)料系統中(zhong),液态原料(liao)的供給同(tong)樣是按配(pei)方🛀🏻的比例(li)進⛷️行。我們(men)希望在整(zheng)個生産過(guo)程中流量(liang)都按一個(ge)常量⛷️進行(hang)供給,而實(shi)際中即使(shi)電機固定(ding)🐆在某個固(gu)定頻率,其(qi)流量依然(ran)⭐不是一個(ge)常量,如圖(tu)1中記錄的(de)爲固定頻(pin)🌈率下電磁(ci)流量計的(de)測量值。如(ru)果人爲的(de)進行幹預(yu),其滞後性(xing)及精度都(dou)得不到保(bao)🌈證,這勢必(bi)影響産品(pin)的質量與(yu)生産的效(xiao)率。而采用(yong)工控機根(gen)據電磁流(liu)量計的實(shi)際流量進(jin)行實時的(de)監控與調(diao)節,能讓流(liu)🐪量穩定在(zai)很小的範(fan)圍内，這無(wu)疑大大提(ti)高了自動(dong)供料系統(tong)的精度與(yu)效率🍉5

3.2流量(liang)的自動控(kong)制及模糊(hu)控制思想(xiang)
　　電磁流量(liang)計實時地(di)測量生産(chan)過程中的(de)液态原料(liao)供給,工控(kong)機根據其(qi)提供的信(xin)号對變頻(pin)器的頻率(lü)進行調整(zheng)從而實現(xian)流量的調(diao)節。流量的(de)自動控制(zhi)不僅要👈達(da)到規定時(shi)間内總量(liang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的供給✌️,更(geng)重要的是(shi)‼️要保證生(sheng)産過程中(zhong)瞬時流量(liang)的配比需(xu)🏃求。在生産(chan)🈲過程中，電(dian)磁流量計(ji)計量的流(liu)量如圖2所(suo)示。

　　在工作(zuo)時間T内我(wo)們期望電(dian)磁流量計(ji)測量的信(xin)号💁y(t)爲一常(chang)量,這也是(shi)生産過程(cheng)配方比例(li)中所期望(wang)的,而由🈚圖(tu)1中我們✔️知(zhi)道y(t)受各種(zhong)因素的影(ying)響而不停(ting)的波動。在(zai)⚽工作時⚽間(jian)内對🌈y(t)積分(fen)可得到流(liu)量的累積(ji)L:

　　假定幹擾(rao)信号全部(bu)看作爲正(zheng)弦波後yδ(t)=ysint,在(zai)7時間内其(qi)運行㊙️的周(zhou)期爲n,則?=2π /T帶(dai)入式(4)得:

　　實(shi)際生産中(zhong)流量一直(zhi)在某個區(qu)域内波動(dong),且其動态(tai)特性㊙️不易(yi)掌握。從上(shang)面的理論(lun)中我們能(neng)夠讓誤差(cha)ΔL盡可能的(de)小🛀🏻，這樣距(ju)我們所需(xu)要的理論(lun)值yo就越接(jie)近.而減小(xiao)誤差需要(yao)🔆我們把⛹🏻‍♀️n取(qu)的盡可能(neng)大,也就是(shi)在生産時(shi)間内劃分(fen)更多的☂️周(zhou)期去調節(jie)流量。當🈲工(gong)控機根據(ju)電磁流量(liang)計傳送回(hui)來的信号(hao)發出調節(jie)變頻器工(gong)作🧑🏾‍🤝‍🧑🏼頻率的(de)指令後🆚,電(dian)機調整功(gong)率到電磁(ci)流量計的(de)實際測量(liang)爲一個工(gong)作周期,我(wo)們知道從(cong)指令發送(song)到實際測(ce)量值返回(hui)有-一個較(jiao)大的滞後(hou)，如果調節(jie)的周期時(shi)間小于流(liu)量計本身(shen)的一個工(gong)作周期,那(na)麽顯然不(bu)可能達到(dao)減小誤差(cha)的目的。
　　利(li)用模糊控(kong)制思想,在(zai)控制程序(xu)中我們把(ba)流量的波(bo)😄動區域劃(hua)分爲也±△x×yo,yo±03,yo±0.5四(si)個區域,其(qi)中sx爲可調(diao)節的誤差(cha)範圍,生産(chan)中我們取(qu)0.015,流量區域(yu)劃分的單(dan)位均爲t/h。針(zhen)對不同的(de)區域采取(qu)不同的調(diao)整方案。具(ju)體流程如(ru)圖3所示,圖(tu)中變量Rel表(biao)示實際🐕測(ce)量的流量(liang)，變量Idea表示(shi)理論流量(liang)。
4試驗結果(guo)分析
　　 模糊(hu)控制對數(shu)學模型難(nan)以獲取、動(dong)态特性不(bu)易掌🔴握等(deng)控制對像(xiang)有較理想(xiang)的控制效(xiao)果,在其模(mo)糊法則和(he)決策⭕中幹(gan)🔞擾和參數(shu)變化對控(kong)制效果的(de)影響💋被大(da)大減弱。電(dian)磁流量計(ji)信号在進(jin)入❄️工控之(zhi)前采用均(jun)值濾波以(yi)及中值濾(lü)波後才交(jiao)給控制算(suan)法處理,盡(jin)量降低幹(gan)擾帶來的(de)波動。采取(qu)不同的調(diao)節周期對(dui)實時的控(kong)制也很大(da),周期太短(duan)對流量的(de)調節太頻(pin)繁,這樣容(rong)易🈲導緻流(liu)量的波動(dong)劇烈,若調(diao)節周期過(guo)長則容易(yi)導緻累積(ji)誤差大。經(jing)過💚反複實(shi)驗最後我(wo)們采🔴取以(yi)周期爲10s,以(yi)上面劃分(fen)的四個區(qu)域來減小(xiao)流量波動(dong)帶🌈來的誤(wu)✔️差,其中當(dang)流量波動(dong)超過💰0.5t/h時,采(cai)取周期爲(wei)20s.頻率土Hz的(de)調‼️節方法(fa),這樣能夠(gou)更好避開(kai)其工作周(zhou)期的滞後(hou)和調節幅(fu)度慢的缺(que)點,更加有(you)效地😄達到(dao)調節效果(guo)。

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