摘要(yao):在自動(dong)配料系(xì)統中,液(ye)态原料(liao)的供給(gěi)通常需(xū)要電磁(cí)流量計(jì) 的計量(liang)來達到(dào)正确控(kong)制的目(mù)的。首先(xian)通過靜(jing)态标定(dìng)電磁流(liú)量計的(de)測量精(jing)度,在大(dà)量試驗(yan)的基礎(chǔ).上拟合(he)出較理(lǐ)想的線(xiàn)性關系(xi),同時找(zhǎo)出電機(ji)頻率與(yu)流量間(jian)的波動(dòng)聯系,然(rán)後利用(yong)動态模(mó)糊控制(zhi)作爲其(qi)核心控(kong)制算法(fa),正确地(di)控制液(yè)态原料(liao)的供給(gěi)。
1引言
　　電(dian)磁流量(liang)計是根(gen)據法拉(la)第電磁(ci)感應定(ding)律制成(chéng)，用來測(ce)量❗導電(dian)😄液體體(tǐ)積流量(liàng)的儀表(biao)。目前已(yǐ)廣泛地(dì)被應用(yong)于工業(yè)過程"中(zhong)各種導(dǎo)電液體(tǐ)的流量(liang)測量，如(ru)各種酸(suān)、堿、鹽等(deng)腐蝕性(xing)介質;各(ge)種漿液(yè)流量測(cè)量，形成(chéng)了獨特(tè)的應用(yòng)領域。在(zai)自動配(pèi)料系🔱統(tong)中,通過(guo)控制電(dian)機運行(háng)頻率來(lái)控制流(liú)量的大(dà)🏒小。其應(ying)用的精(jīng)度對企(qi)業産✍️品(pǐn)的質量(liang)、原料的(de)消耗以(yǐ)及經濟(jì)效益等(deng)有直接(jiē)的影響(xiang)。電磁流(liú)量計作(zuò)爲液态(tai)原料的(de)計量裝(zhuang)置,随着(zhe)微電💜子(zi)技術的(de)發展而(er)不斷提(ti)高其計(ji)量精度(dù)和應用(yong)範圍。而(ér)流量計(jì)計量是(shì)極其複(fu)雜💔的動(dong)态計量(liang),其精度(du)會受很(hen)多因素(su)影響,如(ru):流體的(de)🈲導電性(xing)、非軸🍉對(dui)稱、電極(ji)襯裏☔附(fù)着物的(de)影響、電(dian)機運🌈行(hang)的穩定(ding)性、電磁(ci)流量計(jì)安裝💋的(de)🛀位置、勵(lì)磁的技(ji)術、信号(hào)線的長(zhang)度以及(jí)外界幹(gàn)擾等。
　　電(dian)磁流量(liàng)計在調(diào)試期間(jiān)常會遇(yù)到--些故(gù)障,如顯(xiǎn)示📱波動(dong)、精度下(xia)降、儀表(biao)損壞等(děng),-經排除(chu),以後相(xiàng)同條件(jiàn)下不會(huì)再出現(xian)。究其原(yuan)因主要(yao)有儀表(biǎo)本身元(yuan)器件損(sun)壞引起(qi)故障、有(you)選用🔴不(bú)當、安裝(zhuāng)不妥、環(huan)境條件(jiàn)、流💋體特(te)性等因(yīn)素造成(cheng)故障;在(zài)正常運(yùn)行期間(jiān)若出現(xian)故障,則(ze)一般由(you)流量傳(chuán)感器内(nèi)壁附着(zhe)層、雷電(dian)打擊.以(yǐ)及環境(jing)條件變(bian)化等因(yīn)素引起(qi)。日常工(gong)作中時(shi)刻注意(yi)這些故(gù)障,并很(hěn)好地加(jia)以排除(chu)解決,電(dian)磁流量(liang)計就能(néng)夠發揮(huī)它應✌️有(you)的作用(yòng)。本文在(zai)電磁流(liu)量計正(zhèng)常工作(zuò)的基礎(chu)上,利用(yong)其與工(gong)控機、變(biàn)頻器及(jí)電機組(zǔ)成自動(dong)控制系(xì)統,以模(mo)糊控制(zhì)作爲其(qí)核心控(kòng)制算法(fa)來研究(jiu)電機頻(pín)率變化(hua)時對應(yīng)流量的(de)變化關(guan)系,以達(dá)到提高(gāo)正确控(kong)制流量(liang)🚶的目的(de)。
2電磁流(liu)量計的(de)靜态标(biāo)定
　　電磁(ci)流量計(ji)在出廠(chǎng)時經過(guo)檢定,在(zài)實際運(yun)行中實(shi)時🌂流量(liàng)能同♈步(bù)的顯示(shi)在其表(biǎo)頭.上,但(dàn)在自動(dòng)供料系(xì)統中我(wǒ)們需要(yào)在工控(kong)🏃機上也(yě)實時顯(xian)示其流(liú)量,并以(yǐ)此進行(hang)調控,這(zhè)就需要(yào)我🔴們把(ba)電磁流(liú)量計本(běn)㊙️身的流(liu)量信息(xī)及時🏃地(di)傳送到(dào)🚶‍♀️工控機(jī).上。而電(diàn)磁流☁️量(liang)計的輸(shū)出信号(hào)爲4~20mA的電(diàn)流信号(hao),工控🥵機(jī)的采集(ji)卡♍隻能(neng)檢測0~10V的(de)🈚電壓信(xin)号,故在(zai)電♈磁流(liu)量計的(de)信号輸(shu)出端串(chuan)接--個小(xiǎo)于🔞500Ω的電(dian)阻用以(yi)将電流(liú)信号轉(zhuan)換成電(dian)✍️壓信号(hao)“l供采集(jí)卡✂️采集(jí)。表1爲電(dian)磁流量(liàng)計信号(hao)輸出端(duan)串接一(yī)個200Ω電阻(zu)後,電磁(cí)流量計(jì)在電機(jī)運行于(yu)👅不同頻(pín)率時其(qi)本身測(ce)量的流(liu)量值和(he)采✌️集卡(kǎ)所采集(jí)的數值(zhi)。由🈲表1可(kě)知,電磁(ci)🌈流量計(ji)的波動(dong)與采集(jí)卡所采(cǎi)集的數(shu)值有較(jiao)好的-緻(zhi)性,滿足(zú)實際使(shǐ)用需求(qiú)。

3電磁流(liú)量計在(zai)自動配(pei)料系統(tong)中的應(ying)用
3.1電磁(ci)流量計(ji)在自動(dong)配料系(xi)統中的(de)作用
　　在(zai)自動配(pei)料系統(tong)中,液态(tai)原料的(de)供給同(tóng)樣是按(àn)配方的(de)比例進(jin)行。我們(men)希望在(zài)整個生(sheng)産過程(chéng)中流量(liàng)都按一(yi)個☂️常量(liàng)進行供(gong)給,而實(shi)際中即(ji)使電機(jī)固定✔️在(zài)某個固(gù)定頻率(lǜ),其流🔴量(liang)依然不(bu)是一個(ge)常量,如(rú)圖1中記(ji)錄的爲(wèi)固定頻(pín)率下電(dian)磁流量(liang)計的測(ce)量值。如(rú)果人爲(wei)的進行(háng)幹預,其(qi)滞後性(xing)及精度(dù)都得不(bú)到保‼️證(zhèng),這勢必(bi)影響🧑🏽‍🤝‍🧑🏻産(chǎn)品的質(zhì)量與生(sheng)産的效(xiào)率。而采(cai)用工控(kong)機根據(ju)電磁流(liú)量計的(de)實際流(liú)量進行(hang)實時的(de)監控與(yu)調節,能(néng)讓流量(liang)穩定在(zài)很小的(de)範圍内(nèi)，這無疑(yi)大大提(tí)🔞高了自(zì)動供料(liào)系統的(de)精度與(yu)效率‼️5

3.2流量的(de)自動控(kong)制及模(mó)糊控制(zhi)思想
　　電(diàn)磁流量(liang)計實時(shi)地測量(liàng)生産過(guò)程中的(de)液态原(yuan)料供給(gěi),工控機(jī)根據其(qi)提供的(de)信号對(duì)變頻器(qi)的頻率(lü)進行💔調(diào)整從而(er)實現流(liu)量的調(diao)節。流量(liang)的自動(dong)控制不(bú)僅要達(dá)到規定(ding)時間内(nèi)總量的(de)供給,更(geng)重要的(de)是要保(bǎo)證生産(chǎn)過程中(zhōng)瞬時流(liu)量的配(pèi)比需求(qiú)。在生産(chǎn)過程中(zhōng)，電磁流(liu)量計計(ji)量的流(liu)量如圖(tú)2所示。

　　在(zai)工作時(shí)間T内我(wo)們期望(wàng)電磁流(liu)量計測(ce)量的信(xìn)号y(t)爲🧡一(yī)😄常量,這(zhe)也是生(shēng)産過程(cheng)配方比(bi)例中所(suǒ)期望的(de),而由圖(tú)1中🙇‍♀️我們(men)知道y(t)受(shou)各種因(yīn)素的影(ying)響而不(bu)停的波(bo)動。在工(gong)作時間(jiān)内對y(t)積(ji)分可得(de)到流🔴量(liàng)的累積(ji)L:

　　假定幹(gàn)擾信号(hào)全部看(kàn)作爲正(zhèng)弦波後(hòu)yδ(t)=ysint,在7時間(jiān)内其🈲運(yun)行‼️的🧡周(zhōu)期爲n,則(ze)?=2π /T帶入式(shi)(4)得:

　　實際(jì)生産中(zhong)流量一(yi)直在某(mou)個區域(yu)内波動(dong),且其動(dòng)态🔆特性(xing)不易掌(zhǎng)握。從上(shàng)面的理(lǐ)論中我(wǒ)們能夠(gòu)讓誤✌️差(cha)ΔL盡可能(néng)的小，這(zhe)樣距我(wo)們所需(xū)要的理(lǐ)論值yo就(jiu)越接近(jin).而減小(xiao)誤差需(xū)要我們(men)把n取的(de)盡可能(néng)大,也就(jiu)是在生(sheng)産時間(jiān)内劃分(fen)更多的(de)周期去(qù)調節流(liú)量。當工(gong)控機根(gen)據電磁(cí)流量計(ji)🚩傳送回(hui)來的信(xìn)号發出(chu)調🌈節變(bian)頻器工(gong)作頻率(lü)的指令(lìng)後,電機(ji)調整功(gōng)率到電(diàn)磁流量(liang)計的實(shi)際測量(liàng)爲一個(gè)工作周(zhou)期,我們(men)知道從(cóng)指令發(fā)送到實(shí)際測量(liàng)值返回(huí)有-一個(gè)較大的(de)滞🐉後，如(ru)果調節(jiē)的周期(qī)時🤩間小(xiǎo)于流量(liàng)計本身(shen)的一個(gè)😍工作周(zhōu)期,那麽(me)顯然不(bu)可能達(dá)到減小(xiǎo)誤差的(de)目的。
　　利(li)用模糊(hú)控制思(sī)想,在控(kong)制程序(xu)中我們(men)把流量(liàng)的波動(dong)區域劃(hua)分爲也(ye)±△x×yo,yo±03,yo±0.5四個區(qu)域,其中(zhong)sx爲可調(diào)節的誤(wù)差範圍(wei),生🐆産中(zhōng)我們取(qu)0.015,流💁量區(qu)域劃分(fèn)的單位(wèi)均爲t/h。針(zhen)對不同(tong)的區域(yù)采取☎️不(bu)同的🔞調(diào)整方📐案(an)。具體流(liú)程如圖(tú)3所示🔞,圖(tu)中變量(liàng)Rel表示實(shi)際測量(liàng)的流量(liàng)，變量Idea表(biǎo)示理論(lùn)流量🏃‍♀️。
4試(shi)驗結果(guǒ)分析
　　 模(mo)糊控制(zhì)對數學(xué)模型難(nán)以獲取(qǔ)、動态特(tè)性不易(yi)掌握等(deng)控制👈對(duì)像有較(jiào)理想的(de)控制效(xiào)果,在其(qi)模糊法(fa)則和決(jué)策中幹(gàn)擾和參(can)數變化(huà)對控制(zhì)效果的(de)影響被(bei)大大減(jian)弱。電磁(cí)流量計(jì)信号在(zài)進入工(gōng)控之前(qian)采用均(jun1)值濾波(bō)以及中(zhong)值濾波(bo)後才交(jiāo)給控🏃🏻‍♂️制(zhi)算法處(chu)理,盡量(liàng)降低幹(gan)擾帶來(lái)的💚波動(dong)。采取不(bú)🔴同的調(diao)節周期(qi)對實時(shí)的控制(zhì)也很大(dà),周期🧑🏾‍🤝‍🧑🏼太(tài)短對流(liu)量的調(diao)節太頻(pín)繁,這樣(yàng)容易導(dao)緻流量(liang)的波動(dong)🔆劇烈,若(ruo)調節周(zhou)期♊過長(zhǎng)則容易(yi)導緻累(lei)積誤差(cha)大。經過(guo)♋反複實(shi)驗最後(hou)我們采(cai)🧡取以周(zhōu)期爲10s,以(yi)上面劃(huà)分的四(si)個區域(yù)來減小(xiǎo)流量波(bo)動帶來(lái)的誤差(chà),其中當(dang)流量波(bō)動超過(guò)0.5t/h時,采取(qǔ)周期爲(wèi)20s.頻率土(tu)Hz的調節(jiē)方法,這(zhè)樣能夠(gou)更好🐪避(bì)開其工(gong)作周期(qī)的滞後(hòu)和調節(jiē)幅度慢(man)的缺點(dian),更加有(yǒu)效地達(da)到調節(jiē)效果。

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