液體(ti)流量計檢(jian)定系統的(de)自動化是(shi)将工業生(sheng)産中的自(zi)動檢測、信(xin)❄️息處理㊙️、分(fen)🌈析判斷、操(cāo)縱控制的(de)理念及方(fang)法引入流(liu)量計檢定(dìng)行業中，從(cóng)而大限度(dù)地解放人(ren)力資源、節(jiē)約管🥵理成(cheng)本🌈、規範檢(jiǎn)定工作。
一(yi)、檢定系統(tǒng)自動化的(de)實現
實現(xian)檢定系統(tǒng)的自動化(hua)需要解決(jué)以下問題(tí)
：（1）泵組及變(bian)頻器的調(diao)節；（2）閥門組(zu)的調節；（3）過(guò)程數據的(de)處理及分(fen)配；（4）參數的(de)學習、分析(xī)及整合；（5）檢(jiǎn)定流程的(de)😍自動化控(kòng)制及調整(zheng)；（6）數學模型(xíng)的建立；（7）突(tu)發狀況的(de)預判及處(chu)理。
　　前4項用(yòng)于系統自(zì)動調整檢(jian)定中的流(liú)量點并判(pan)斷調整後(hou)的流量是(shi)否适于檢(jiǎn)定工作，此(cǐ)項是整個(ge)自動化檢(jiǎn)定🆚中的重(zhòng)點和難點(diǎn)，後面将逐(zhú)一解釋，（5）、（6）項(xiàng)用于完成(cheng)預定的🍉檢(jiǎn)定過程，後(hòu)一項用于(yu)保障檢定(dìng)設備的安(an)全。
1.泵組及(jí)變頻器的(de)預設
　　 我們(men)所選取的(de)設備爲一(yi)拖多模式(shì)，即一台變(biàn)頻器拖動(dòng)若幹台泵(bèng)。這種模式(shì)下需要系(xi)統能夠根(gen)據所💜預設(shè)的流量點(dian)，自動⚽确定(dìng)😄需要的泵(bèng)組合及各(ge)泵的🐕工作(zuò)狀态.實現(xian)這一預期(qī)需要4個前(qian)提，即泵的(de)流量特性(xing)、泵組合的(de)确定、變頻(pín)的動态調(diao)整，以及泵(beng)組實際流(liu)量特性♉修(xiū)正。
　　根據每(měi)台泵的H—Q曲(qu)線可知其(qí)在系統中(zhong)的大出水(shuǐ)量🐅，如❗圖1所(suo)示，以此作(zuò)爲依據使(shi)用排列組(zu)合方式确(què)定所需流(liú)量🔴點的泵(beng)組合方式(shì)，此時将得(dé)到一個初(chu)步💃🏻的泵組(zǔ)合。根據泵(beng)組大出水(shuǐ)量、單台泵(bèng)大出水量(liàng)、設定流量(liang)的差值關(guān)系确定需(xū)要🌈變頻調(diao)節的泵，同(tóng)時由于變(bian)頻輸出與(yu)泵轉速之(zhi)間爲線性(xing)對應，确定(ding)變頻輸出(chu)的數值。至(zhì)此，爲流量(liàng)點的調節(jiē)制定了初(chū)步泵組控(kong)制⭕方案。
　　值(zhí)得注意的(de)是,泵組的(de)實際出水(shui)量與其理(lǐ)論值之間(jian)存在差異(yì)，所以應将(jiang)這種差異(yì)代入其流(liú)量特性💋的(de)修正中，實(shi)際操作時(shi)應根據其(qí)實際特性(xìng)調整泵組(zu)初步控制(zhi)。

2.閥門組的(de)調節
　　流量(liang)調節中另(ling)外的重要(yao)一節是對(dui)調節閥組(zu)的調🤞節，即(ji)通過對管(guǎn)道特性的(de)改變實現(xian)流量改變(bian)的目的。爲(wei)🤩實現調節(jiē)閥全程範(fan)☔圍内的平(píng)穩和可調(diào)性，選擇等(děng)百🧑🏾‍🤝‍🧑🏼分比調(diào)節閥。圖2爲(wèi)等百分比(bi)調節閥的(de)理想特性(xing)曲線，即兩(liǎng)端壓差不(bú)變的情況(kuàng)下的特性(xing)曲線🙇🏻。在實(shi)際應用中(zhong)并不存在(zài)理想情況(kuang)，所以需要(yào)對此曲線(xiàn)作出修正(zhèng)，但其總體(ti)走向不變(bian)。

　　實際應用(yong)中爲節省(shěng)成本多使(shǐ)用标準表(biao)組（如實驗(yan)對象），每台(tái)🚶标準表後(hòu)安裝獨立(li)調節閥用(yong)于流量調(diào)節，由此形(xing)成應用中(zhōng)的調節閥(fa)組調節。在(zài)多調節閥(fa)的調節💋中(zhong)，每台調節(jie)閥開度的(de)改變都會(huì)引起上下(xia)遊壓力及(jí)各管線流(liu)量的變化(hua)，各管線流(liú)量的分配(pèi)理論上與(yu)其管徑成(chéng)正比，但由(yóu)于不同👄口(kou)徑調節閥(fa)及管線鋪(pu)設所産生(shēng)的局部壓(ya)力損失不(bu)同，各管線(xiàn)實際流量(liang)分配與理(lǐ)論值🛀🏻存在(zai)出入，需要(yào)在調節閥(fá)開度算法(fa)内調整這(zhe)種差異。
3.過(guò)程數據的(de)處理及分(fen)配
（1）調節參(can)數的分配(pèi)及調整
　　單(dan)一的泵組(zǔ)或調節閥(fá)組的調節(jie)并不能快(kuai)速、正确地(dì)💋達♊到預設(she)流量，需要(yào)合理分配(pèi)兩項調節(jiē)的權重，進(jin)行組合調(diào)節。系統将(jiāng)實際流量(liàng)與設定流(liu)量的偏♌差(cha)範圍分爲(wei)3級，其範圍(wei)依次縮小(xiǎo)，各範🚶‍♀️圍随(sui)系統運行(hang)狀況自動(dong)調整，其👌初(chū)值建議取(qǔ)10%、5%、1%。
　　這一過程(cheng)中，調節閥(fá)、泵的選擇(ze)和調整遵(zun)循3個小原(yuán)則🛀，即🚶設備(bèi)增減數量(liang)小，設備調(diao)節量小，流(liu)量波動小(xiǎo)。
（2）流量穩定(ding)性的判定(ding)
　　對大部分(fen)被檢表而(er)言，實際流(liu)量與設定(dìng)流量之間(jian)的偏差進(jin)入5%範圍内(nei)即可符合(hé)規程要求(qiú)，系統将此(cǐ)範圍☂️默認(rèn)爲1%（可動态(tài)調整🏃），能夠(gòu)更加貼近(jìn)用戶的實(shi)際需求㊙️。流(liú)量進入這(zhè)一範圍（即(jí)㊙️第3級調🚩整(zhěng)範圍）後，計(jì)算一段時(shí)間内所采(cai)集的流量(liang)點的方差(chà)，判斷其穩(wen)㊙️定狀态。
（3）調(diào)節死區的(de)處理
　　在實(shí)際流量的(de)調節過程(chéng)中存在一(yī)定數量的(de)死區，這是(shì)由調節機(jī)構本身性(xing)能及檢定(ding)設備整體(tǐ)結構所引(yǐn)起的不可(kě)控因素。正(zheng)确應對死(sǐ)區可以提(ti)高流量調(diao)整⁉️速度，同(tong)時避免邏(luó)輯判斷進(jin)入死循環(huan)而導緻程(chéng)序崩潰。對(duì)于調節中(zhōng)的死區可(kě)通過調整(zheng)控制權重(zhong)和提高容(róng)錯機制處(chù)理，在第一(yī)級流量範(fàn)圍内首選(xuǎn)調整控制(zhì)權重，後兩(liǎng)級尤其是(shi)第3級範圍(wéi)内應以提(tí)高容錯機(jī)制爲主。
4.參(cān)數的學習(xí)、分析和整(zhěng)合
　　參數的(de)自學習、自(zi)調整是基(jī)于人工神(shén)經網絡控(kòng)制（ANNs）的一種(zhǒng)控制方式(shì)，并行、容錯(cuò)、自我學習(xi)是其與傳(chuan)統控制方(fāng)法的主💞要(yào)區别，如圖(tu)3所示。系統(tong)隻設置基(ji)本的控制(zhì)總則，在基(jī)本規則的(de)框架内，系(xi)統通過在(zài)運行中不(bú)斷地采集(ji)、分析過程(chéng)數據和行(háng)爲，對其初(chū)的㊙️控制參(can)數進行分(fen)類、優化🏒。除(chú)必要算法(fa)和模型外(wai)，在流量調(diào)節中🌏不使(shǐ)用固定算(suan)法🔞，而是将(jiang)采集、處理(li)過的過程(chéng)數據和設(she)備行爲作(zuò)爲獨立單(dān)元存儲。通(tōng)過試運行(háng)階段的磨(mo)合，積累大(dà)量的數據(jù)單元，在正(zheng)式使用時(shí)，通過對現(xiàn)場數據和(he)行🈲爲的分(fen)析，選取佳(jia)的單元組(zǔ)合，同時記(ji)錄經調整(zhěng)後的過程(cheng)數據，選擇(ze)增加或更(gèng)新數據、行(háng)爲單元。在(zai)運行一段(duan)時間後，控(kong)制系統🈲與(yǔ)設備間将(jiang)達到契🔆合(he)度🔱，并且由(yóu)于其關鍵(jian)參✂️數一直(zhí)處📐于持續(xu)的優化調(diào)整中，所以(yǐ)🙇‍♀️其🈲控制性(xìng)能并不會(hui)因設備性(xìng)能💘、狀态的(de)改變而🔱下(xia)降。同時由(yóu)于📐系統采(cai)用可調整(zhěng)的✏️容錯機(jī)制，能夠有(yǒu)效避免由(you)于設備❤️性(xing)能所引起(qǐ)的控制死(sǐ)區、系統崩(bēng)潰💃🏻現象。

5.檢定(dìng)流程的自(zi)動化控制(zhì)和調整
　　除(chú)必要的儀(yí)表基本信(xin)息和系統(tong)不能夠直(zhí)接采集的(de)環㊙️境信息(xī)外，檢定過(guò)程所需涉(she)及的過程(chéng)參數、流程(cheng)控制、數據(jù)處🌈理、設備(bèi)保🈲護均應(ying)作自動化(hua)處理，使❤️系(xi)統能夠在(zài)無人狀态(tai)💃下自動‼️完(wán)成。
　　針對具(jù)體的檢定(ding)需求，系統(tong)需根據用(yong)戶所選擇(ze)的檢定方(fang)法和被檢(jiǎn)表種類、精(jīng)度、信号等(deng)自動調整(zheng)檢📐定方案(àn)和自動🈲檢(jian)定♻️流程⛹🏻‍♀️。以(yǐ)采用靜态(tài)質量法的(de)脈沖類電(dian)磁流量計(jì)爲例，其檢(jiǎn)定流程如(rú)圖4所示。
　　檢(jiǎn)定流程中(zhōng)所涉及的(de)大部分功(gōng)能都以模(mó)塊化方式(shì)設計，可以(yi)根據實際(jì)需求選擇(zé)是否開啓(qǐ)，以增加🙇🏻系(xi)統的靈活(huo)度。比如在(zài)一般檢定(ding)中，爲得到(dào)更好的檢(jiǎn)定數據，可(ke)選擇剔除(chú)粗大誤差(chà)，或對産生(sheng)粗大誤差(chà)的點重新(xīn)檢定。但在(zai)整體裝💋置(zhì)穩定性評(ping)定時，需要(yào)連續10次測(ce)量數據，爲(wèi)反映設備(bei)真實性能(néng)，可不選☂️擇(zé)剔除。

　　此外(wai)，檢定自動(dong)化并非不(bú)允許人爲(wei)操作，系統(tong)在設🈲計上(shàng)具💔備手/自(zi)動兩種模(mó)式，手動模(mó)式的存在(zai)有利于實(shí)驗性項目(mù)的開展。
6.測(ce)量模型的(de)建立
　　作爲(wei)流量計檢(jiǎn)定領域的(de)行業軟件(jian)，系統對被(bèi)檢表🤩的誤(wu)差、重複性(xìng)、精度等數(shù)據的計算(suan)和判定都(dou)需要遵循(xun)⭐現行國家(jia)🌐計量♉檢定(dìng)規程。其測(ce)量模型的(de)建立🐇應嚴(yán)格遵循施(shī)♊行中的計(jì)量檢定規(gui)程，同時考(kǎo)慮到規程(cheng)的不定期(qi)更新，更需(xū)預留更新(xīn)接口。所以(yi)測量模型(xing)的建立應(ying)以規程号(hào)爲分類依(yi)據✉️獨立編(biān)寫（雖🌈然很(hen)多隸屬不(bú)同規程的(de)流量計其(qi)計算模型(xíng)♈是相同的(de)）。
7.突發狀況(kuang)的預判及(ji)處理
　　系統(tong)需要考慮(lü)在檢定過(guo)程中可能(néng)出現的突(tu)發情況，如(rú)采用靜态(tài)質量法時(shi)的溢水、開(kai)關閥門失(shī)靈等🏃‍♂️情況(kuang)。對此需要(yao)實時處理(li)過程中的(de)數據，預判(pan)可能發生(shēng)的👣危險，并(bing)及時作出(chū)調整。對于(yu)來不及調(diao)整或已經(jing)發生的突(tu)發狀況，需(xu)要啓動緊(jǐn)急措施，避(bi)免或減少(shǎo)由此而産(chan)生的不良(liáng)後果。
　　以質(zhì)量法時的(de)防溢出爲(wèi)例，當實際(jì)流量、設定(dìng)檢定時間(jian)、稱重罐允(yǔn)許容積配(pei)比不當時(shi)（即Q×t＞V），将出現(xiàn)罐内水溢(yì)出情況。爲(wei)避免這一(yī)情況的發(fā)生，系統實(shí)時監視流(liú)量的瞬時(shi)波動和一(yī)段時間内(nei)的平均值(zhí)，參考設定(ding)時間提前(qián)估算出檢(jian)定時間内(nèi)的總流量(liang)範圍，當其(qi)風險比🔞例(li)超出允許(xǔ)💯範圍後，将(jiang)根據具體(ti)情況選擇(ze)縮短時間(jian)，暫停檢定(dìng)，調整流量(liang)等不同的(de)應對措施(shi)。預判應對(dui)能夠消除(chu)絕大部分(fen)的危險因(yin)素。如果由(you)于外在原(yuan)因預✨判失(shi)敗，将進入(rù)緊🔆急應對(dui)模式，此時(shi)應及時開(kai)通旁路和(he)洩水通路(lù)，消除或減(jian)少由此引(yin)起的不良(liang)後💋果。緊急(ji)⭕應對模式(shì)解決問題(tí)後需要自(zi)動回複正(zheng)常狀态，同(tóng)時将此次(ci)處理操作(zuo)記錄💛在案(àn)。
二、結束語(yǔ)
　　液體流量(liàng)計檢定系(xì)統的全自(zi)動化能有(yǒu)效降低使(shi)用者的管(guǎn)🔴理和人力(li)成本，減少(shao)檢定工作(zuo)中由于人(ren)爲因素而(ér)增加的不(bu)确定因素(sù)，有利于檢(jian)定工作的(de)高效、公正(zhèng)。但也應注(zhù)意到，全自(zi)動系統對(dui)檢定設備(bèi)的硬件要(yao)求相對較(jiao)高，需要配(pèi)備相應的(de)信号回饋(kui)🌍機構和較(jiào)高性能的(de)調節機構(gou)才能保✌️證(zheng)其高效穩(wěn)🌐定的工作(zuo)。在成本與(yu)性能之間(jian)如何平衡(héng)也是需要(yào)我們進一(yi)✨步研究的(de)問題。

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