摘要(yào):在自動配(pei)料系統中(zhōng),液态原料(liào)的供給通(tong)常需要電(dian)磁流量計(ji) 的計量來(lái)達到正确(què)控制的目(mu)的。首先通(tong)過靜态标(biāo)定電磁流(liú)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(xiàn)性關系,同(tóng)時找出電(dian)機頻率與(yǔ)流量間的(de)波動聯系(xì),然後利用(yong)動态模糊(hu)控制作爲(wei)其核心控(kòng)制算法,正(zhèng)确地控制(zhì)液态原料(liao)的供給。
1引(yin)言
　　電磁流(liú)量計是根(gen)據法拉第(dì)電磁感應(ying)定律制成(cheng)，用💛來㊙️測量(liang)導電♻️液體(ti)體積流量(liàng)的儀表。目(mu)前已廣泛(fan)地被應🌍用(yong)于工業過(guo)程"中各種(zhǒng)導電液體(tǐ)的流量測(ce)量，如各種(zhong)📱酸、堿、鹽等(deng)腐蝕性介(jiè)質;各種漿(jiāng)液流量測(cè)量，形成了(le)獨特的應(ying)用領域。在(zài)自動配料(liao)系💔統中,通(tōng)過🤞控制電(diàn)機運行頻(pín)率來控制(zhi)流量的大(dà)小。其應用(yong)的精度對(duì)企業🔅産品(pǐn)的質量、原(yuan)料的消耗(hào)以及經濟(ji)效益等有(yǒu)直接的影(yǐng)響。電磁流(liú)量計作爲(wèi)液态原料(liao)的計量裝(zhuang)置,随着微(wēi)電子技術(shu)的發展而(ér)不斷提高(gāo)其計量精(jīng)度和應用(yong)範圍。而流(liu)量計計量(liang)是極其複(fú)雜的動态(tài)計量,其精(jing)度會受❓很(hen)多因素影(yǐng)響⚽,如:流體(tǐ)的導電性(xing)、非軸對稱(chēng)、電極襯裏(lǐ)♻️附着物的(de)影響、電機(ji)運行的穩(wen)定性、電磁(cí)流量計安(ān)裝的位置(zhì)、勵磁的技(ji)術、信号線(xian)的長度以(yi)及外界幹(gan)擾等。
　　電磁(cí)流量計在(zài)調試期間(jiān)常會遇到(dao)--些故障,如(rú)顯示波動(dòng)、精度下降(jiàng)、儀表損壞(huai)等,-經排除(chú),以後相同(tong)條件下不(bu)會再出現(xian)。究其原因(yīn)主要有儀(yi)表本身元(yuán)器件損壞(huai)引起故障(zhàng)、有選用不(bu)當、安裝不(bu)妥、環境條(tiao)件、流😍體特(te)性等因素(sù)造成⭐故障(zhàng);在正常運(yun)行期間若(ruo)出現🈲故障(zhang),則一般由(you)流量傳感(gǎn)🏒器内壁附(fù)着層、雷電(dian)打擊.以及(jí)環境條✌️件(jiàn)變化等因(yin)素引🆚起。日(rì)常工作中(zhōng)💁時刻注意(yì)這些☔故障(zhang),并很好地(dì)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(wén)在♌電磁流(liu)量計正常(chang)工作的基(ji)礎上,利用(yong)其與工控(kòng)機、變頻器(qì)及電機組(zǔ)成自動控(kòng)制系統,以(yǐ)模糊控制(zhi)作爲其核(he)心控制算(suàn)法來研究(jiu)電機頻率(lǜ)變化時對(dui)應流量的(de)變化♋關系(xì),以達到提(tí)高正确控(kòng)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(jiǎn)定,在實際(jì)運行中實(shí)時流量❄️能(neng)同步的顯(xiǎn)示在其表(biǎo)頭.上,但在(zài)自動供料(liào)👉系統中我(wǒ)們需☔要在(zai)工控機上(shang)也實時顯(xian)示其流量(liàng),并以此進(jin)行調控,這(zhe)就需要我(wo)們把電磁(cí)流量計本(ben)身的流量(liang)信息及時(shí)地傳送到(dao)工控機.上(shang)。而電磁流(liú)🔞量計的輸(shu)出😘信号爲(wèi)4~20mA的電流信(xìn)号,工控機(jī)的采集卡(kǎ)隻能檢測(ce)0~10V的電壓信(xìn)号,故在電(dian)磁流量計(ji)的信号輸(shū)出端串接(jie)--個小于500Ω的(de)電阻👌用以(yǐ)将電🏃🏻流信(xìn)号轉換成(cheng)電壓信号(hao)“l供采集卡(kǎ)采集。表1爲(wei)電磁流量(liang)計信号輸(shū)出端串接(jiē)🔞一個200Ω電阻(zǔ)後,電磁流(liu)🔴量計在電(diàn)機運行于(yú)🌐不同頻率(lü)時其本身(shen)測量的流(liú)量值和采(cai)集卡所采(cǎi)集的數值(zhí)。由表1可知(zhī),電磁流量(liàng)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(liàng)計在自動(dòng)配料系統(tong)中的應用(yong)
3.1電磁流量(liang)計在自動(dòng)配料系統(tǒng)中的作用(yong)
　　在自動配(pei)料系統中(zhong),液态原料(liào)的供給同(tong)樣是按配(pèi)方🌏的比例(lì)進行。我們(men)希望在整(zhěng)個生産過(guò)程中流量(liang)都按💘一個(ge)常量🌈進行(hang)供給,而實(shí)際中即使(shǐ)電機固定(dìng)在某個固(gù)定頻率,其(qi)流量依然(ran)不是一個(gè)常量,如圖(tú)🔴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(yù),其滞🔞後性(xing)及精度都(dōu)得不到保(bao)✊證,這勢必(bì)影響産品(pin)的質量與(yu)生産的效(xiào)率。而采用(yong)工控機根(gen)據電磁流(liu)量計的實(shí)際流量進(jin)行實時的(de)監控與調(diào)節,能讓流(liú)量穩定在(zai)很小的範(fàn)圍内，這無(wu)♈疑大大提(tí)✨高了自動(dòng)供料系統(tong)的精度與(yǔ)效率🧑🏽‍🤝‍🧑🏻5

3.2流量(liàng)的自動控(kòng)制及模糊(hú)控制思想(xiǎng)
　　電磁流量(liàng)計實時地(di)測量生産(chan)過程中的(de)液态原料(liào)👅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(zhěng)從而✏️實現(xian)流量的調(diao)節。流量的(de)自動控制(zhi)不僅要達(dá)到規定時(shi)間🐕内總量(liàng)的供給,更(geng)重要的是(shì)要保證生(shēng)産過程中(zhōng)瞬時流量(liàng)的配比需(xū)求。在生産(chǎn)過程中，電(diàn)磁流量計(jì)計量的流(liu)量如圖2所(suǒ)示。

　　在工作(zuò)時間T内我(wo)們期望電(diàn)磁流量計(ji)測量的信(xin)号y(t)爲一常(chang)量,這也是(shì)生産過程(chéng)配方比例(li)中所期望(wang)的✨,而由圖(tú)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(zài)🌍工作時間(jiān)内對y(t)積分(fèn)可得到流(liú)㊙️量的累積(ji)L:

　　假定幹擾(rao)信号全部(bù)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(shí)際生産中(zhong)流量一直(zhí)在某個區(qu)域内波動(dong),且其動态(tai)特性不易(yì)💔掌握。從上(shàng)面的理論(lun)中我們能(neng)夠讓誤差(chà)ΔL盡可能的(de)小，這樣距(jù)我們所需(xū)要的理論(lun)值yo就越接(jiē)近.而💋減小(xiǎo)誤差需要(yào)我們把n取(qǔ)的盡👉可能(néng)大,也就是(shi)在生産時(shí)間内劃分(fèn)更多的周(zhou)期去調節(jiē)流量。當工(gong)控機根據(ju)電磁流量(liàng)計傳送回(hui)來的信号(hao)發出調節(jiē)變頻器工(gong)作頻率的(de)指令後,電(dian)機調整功(gong)率到電磁(cí)流量計的(de)實際測量(liàng)爲一個工(gōng)作⛹🏻‍♀️周期,我(wo)們知道從(cóng)指令發送(sòng)到實際測(cè)量值返回(hui)有-一個較(jiao)大的滞後(hou)，如果調節(jiē)的周期時(shí)間小于流(liú)量計本身(shen)的一個工(gōng)作周期,那(na)麽顯然不(bú)可能達到(dao)減小誤♌差(cha)的目的♍。
　　利(lì)用模糊控(kòng)制思想,在(zài)控制程序(xù)中我們把(bǎ)流量的🈚波(bo)動區域劃(huà)分爲也±△x×yo,yo±03,yo±0.5四(sì)個區域,其(qi)中sx爲可調(diào)節的誤差(cha)範圍,生産(chan)中我們🥰取(qu)0.015,流量區域(yù)劃分的單(dan)位均爲t/h。針(zhēn)對不同的(de)區域采取(qǔ)㊙️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(biǎo)示實際測(cè)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(hú)控制對數(shù)學模型難(nán)以獲取、動(dong)态特性不(bú)易掌握等(děng)控制對像(xiàng)有較理想(xiǎng)的控制效(xiào)果,在其模(mo)糊法🐪則和(he)決策中幹(gan)擾和參數(shu)變化對控(kòng)制效果的(de)影響被大(dà)大減弱。電(diàn)✏️磁流量計(ji)信号在進(jìn)入工控之(zhī)前采😍用均(jun)值濾波以(yi)及中值濾(lü)波後才交(jiāo)給控制算(suàn)法處理,盡(jin)量降低幹(gàn)擾帶來的(de)波動。采取(qǔ)不同的調(diao)節周🆚期對(dui)實時的控(kong)制也很大(dà),周期🔴太短(duǎn)對流量的(de)調節太頻(pín)繁,這樣容(rong)易導緻流(liu)量的波動(dòng)💛劇烈,若調(diao)節周期過(guo)長則容易(yì)導緻累積(jī)誤差大。經(jīng)過反複實(shí)驗最後我(wo)們采取以(yǐ)周期爲10s,以(yi)上面劃分(fèn)的四個區(qu)❌域來減小(xiao)流量波動(dòng)帶來的誤(wu)差,其中當(dang)流量波動(dong)超過🌍0.5t/h時,采(cǎi)取周期爲(wei)20s.頻率土Hz的(de)調節方法(fǎ),這樣能夠(gòu)更好避開(kai)其工作周(zhōu)期的滞後(hòu)✏️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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