液(ye)體流量(liang)計檢定(ding)系統的(de)自動化(hua)是将工(gong)業生産(chan)中的自(zi)動檢測(ce)、信息處(chu)理、分析(xi)判斷、操(cao)縱控制(zhi)的理念(nian)及方法(fa)引入流(liu)量✍️計檢(jian)定行業(ye)中，從而(er)⭐大限度(du)地解放(fang)人力資(zi)源、節約(yue)管⁉️理成(cheng)本、規範(fan)檢🐆定工(gong)作。
一、檢(jian)定系統(tong)自動化(hua)的實現(xian)
實現檢(jian)定系統(tong)的自動(dong)化需要(yao)解決以(yi)下問題(ti)
：（1）泵組及(ji)變頻器(qi)的調節(jie)；（2）閥門組(zu)的調節(jie)；（3）過程數(shu)據的💃🏻處(chu)理⭕及分(fen)配；（4）參數(shu)的學習(xi)、分析及(ji)整合；（5）檢(jian)定流程(cheng)的自動(dong)⛷️化控制(zhi)及調整(zheng)😍；（6）數學模(mo)型的建(jian)立；（7）突發(fa)狀況的(de)預判及(ji)處理。
　　前(qian)4項用于(yu)系統自(zi)動調整(zheng)檢定中(zhong)的流量(liang)點并判(pan)斷調整(zheng)後的流(liu)量是否(fou)适于檢(jian)定工作(zuo)，此項是(shi)整個自(zi)動化檢(jian)定中的(de)重點和(he)難點，後(hou)面将逐(zhu)一解釋(shi)，（5）、（6）項用于(yu)完成預(yu)定的檢(jian)定過🚶‍♀️程(cheng)，後一項(xiang)用于保(bao)障檢定(ding)設備的(de)安全。
1.泵(beng)組及變(bian)頻器的(de)預設
　　 我(wo)們所選(xuan)取的設(she)備爲一(yi)拖多模(mo)式，即一(yi)台變頻(pin)器🐕拖💁動(dong)若幹台(tai)泵。這種(zhong)模式下(xia)需要系(xi)統能夠(gou)根據所(suo)預設💜的(de)流量點(dian)，自動确(que)定需要(yao)的泵組(zu)合及各(ge)泵的🛀🏻工(gong)作狀态(tai).實現這(zhe)一預期(qi)需要4個(ge)前提，即(ji)泵的流(liu)量特性(xing)、泵組🔴合(he)的确定(ding)✊、變頻的(de)動态調(diao)整，以及(ji)泵組實(shi)際流量(liang)特性修(xiu)正。
　　根據(ju)每台泵(beng)的H—Q曲線(xian)可知其(qi)在系統(tong)中的大(da)出水量(liang)💛，如圖1所(suo)💋示，以此(ci)作爲依(yi)據使用(yong)排列組(zu)合方式(shi)确定所(suo)需流量(liang)點的❌泵(beng)組合方(fang)式，此時(shi)将得到(dao)一個初(chu)步的泵(beng)組合。根(gen)據泵組(zu)大出水(shui)量、單台(tai)泵大出(chu)水量、設(she)🔱定流量(liang)的差值(zhi)關系确(que)定需要(yao)變頻調(diao)節的泵(beng)，同時㊙️由(you)于變頻(pin)輸出與(yu)泵轉速(su)之間爲(wei)線性對(dui)應，确定(ding)變頻輸(shu)出的數(shu)值。至此(ci)，爲流量(liang)點的調(diao)節制定(ding)了✊初步(bu)泵組控(kong)制方案(an)。
　　值得注(zhu)意的是(shi),泵組的(de)實際出(chu)水量與(yu)其理論(lun)值之間(jian)📞存在差(cha)異，所以(yi)應将這(zhe)種差異(yi)代入其(qi)流量特(te)性的修(xiu)💃正中，實(shi)際✍️操作(zuo)時應根(gen)據其實(shi)際特性(xing)調整泵(beng)組初步(bu)控制。

2.閥門(men)組的調(diao)節
　　流量(liang)調節中(zhong)另外的(de)重要一(yi)節是對(dui)調節閥(fa)組的調(diao)節✊，即通(tong)過對管(guan)道特性(xing)的改變(bian)實現流(liu)量改變(bian)的目的(de)。爲實現(xian)調節📱閥(fa)全程範(fan)圍内的(de)平穩和(he)可調性(xing)，選擇等(deng)百分比(bi)調節閥(fa)。圖2爲等(deng)百分比(bi)調節閥(fa)的理想(xiang)特性曲(qu)線，即兩(liang)端壓🔴差(cha)不變的(de)情況下(xia)的特性(xing)曲線。在(zai)實際應(ying)用中并(bing)不存在(zai)⭕理想情(qing)況，所以(yi)需要對(dui)此♍曲線(xian)作出修(xiu)正，但其(qi)總體走(zou)向不變(bian)。

　　實(shi)際應用(yong)中爲節(jie)省成本(ben)多使用(yong)标準表(biao)組（如實(shi)驗對象(xiang)），每台标(biao)準表後(hou)安裝獨(du)立調節(jie)閥用于(yu)流量調(diao)🔴節，由此(ci)形成應(ying)用中的(de)調✊節閥(fa)組調節(jie)。在多調(diao)節閥的(de)調節中(zhong)，每台🐇調(diao)節閥開(kai)度的改(gai)變都會(hui)引起上(shang)下遊壓(ya)力及各(ge)管線流(liu)量的變(bian)化，各管(guan)線流量(liang)的分配(pei)理論上(shang)與其管(guan)徑成正(zheng)比，但由(you)于不同(tong)口徑調(diao)節閥🌐及(ji)管線鋪(pu)設所🏒産(chan)生的局(ju)部壓力(li)損失不(bu)同，各❗管(guan)線🎯實際(ji)流量分(fen)配與理(li)論值存(cun)在出入(ru)，需要在(zai)調節閥(fa)💔開度算(suan)法内調(diao)整這⛱️種(zhong)差異。
3.過(guo)程數據(ju)的處理(li)及分配(pei)
（1）調節參(can)數的分(fen)配及調(diao)整
　　單一(yi)的泵組(zu)或調節(jie)閥組的(de)調節并(bing)不能快(kuai)速、正确(que)地達到(dao)🤟預設⛷️流(liu)量，需要(yao)合理分(fen)配兩項(xiang)調節的(de)權重，進(jin)行組合(he)調節。系(xi)統将實(shi)際流量(liang)與設定(ding)流量的(de)偏差範(fan)圍分爲(wei)3級，其範(fan)圍依次(ci)縮小，各(ge)範圍随(sui)系統運(yun)行狀況(kuang)自🌐動調(diao)整，其初(chu)值建議(yi)取10%、5%、1%。
　　這一(yi)過程中(zhong)，調節閥(fa)、泵的選(xuan)擇和調(diao)整遵循(xun)3個小原(yuan)則，即設(she)⛷️備增減(jian)數量小(xiao)，設備調(diao)節量小(xiao)，流量波(bo)動小。
（2）流(liu)量穩定(ding)性的判(pan)定
　　對大(da)部分被(bei)檢表而(er)言，實際(ji)流量與(yu)設定流(liu)量之間(jian)的⛹🏻‍♀️偏差(cha)進💃🏻入5%範(fan)圍内即(ji)可符合(he)規程要(yao)求，系統(tong)将此範(fan)圍默認(ren)爲1%（可動(dong)态👨‍❤️‍👨調整(zheng)），能夠更(geng)加貼近(jin)用戶的(de)實際需(xu)求。流量(liang)進入這(zhe)一範圍(wei)（即第3級(ji)調整範(fan)圍）後，計(ji)㊙️算一段(duan)時間内(nei)所采集(ji)的流量(liang)點的方(fang)差，判斷(duan)其穩定(ding)狀态。
（3）調(diao)節死區(qu)的處理(li)
　　在實際(ji)流量的(de)調節過(guo)程中存(cun)在一定(ding)數量的(de)死區，這(zhe)是由🍓調(diao)🈚節❗機構(gou)本身性(xing)能及檢(jian)定設備(bei)整體結(jie)構所引(yin)起的不(bu)可♊控因(yin)素。正确(que)應對死(si)區可以(yi)提高流(liu)🌈量調整(zheng)✍️速度，同(tong)時避免(mian)邏輯判(pan)斷進入(ru)死循環(huan)而導緻(zhi)程序崩(beng)潰。對于(yu)調☎️節中(zhong)的死區(qu)可通過(guo)調整控(kong)制權重(zhong)和提高(gao)容錯機(ji)制處理(li)，在第一(yi)級💰流量(liang)範圍内(nei)首選調(diao)整控制(zhi)權重，後(hou)兩級尤(you)🔞其是第(di)3級範圍(wei)内應以(yi)提高容(rong)錯機制(zhi)✔️爲主。
4.參(can)數的學(xue)習、分析(xi)和整合(he)
　　參數的(de)自學習(xi)、自調整(zheng)是基于(yu)人工神(shen)經網絡(luo)控制（ANNs）的(de)一種控(kong)制⛹🏻‍♀️方式(shi)，并行、容(rong)錯、自我(wo)學習是(shi)其與傳(chuan)統🌈控制(zhi)㊙️方法的(de)主要區(qu)✊别，如圖(tu)3所示。系(xi)統隻設(she)置基本(ben)的控制(zhi)總則，在(zai)🆚基本規(gui)🔅則的框(kuang)🈲架内，系(xi)統通過(guo)在運㊙️行(hang)中不斷(duan)地采集(ji)、分析過(guo)程數♻️據(ju)和行爲(wei)，對其初(chu)的控制(zhi)參數進(jin)行分類(lei)、優化。除(chu)必要算(suan)法🏃🏻‍♂️和模(mo)型外，在(zai)流量調(diao)節中不(bu)使用固(gu)定算法(fa)💋，而是将(jiang)采集、處(chu)理過的(de)過程數(shu)據和設(she)備行爲(wei)作爲獨(du)立單元(yuan)存儲。通(tong)過💔試運(yun)行階段(duan)的磨合(he)，積累大(da)量的數(shu)據單元(yuan)，在正式(shi)使用時(shi)，通過對(dui)現場數(shu)據和行(hang)爲的分(fen)析，選取(qu)佳的💛單(dan)元組合(he)，同時記(ji)🏃錄經調(diao)整後的(de)過程數(shu)據，選擇(ze)增加或(huo)更新數(shu)據、行爲(wei)單元。在(zai)運行一(yi)段時間(jian)後，控制(zhi)系統👨‍❤️‍👨與(yu)設備間(jian)将達到(dao)契合度(du)，并㊙️且由(you)于其關(guan)鍵參🌏數(shu)一直處(chu)于持續(xu)的優化(hua)調整中(zhong)，所以其(qi)控制性(xing)能并不(bu)會因設(she)備性能(neng)、狀态的(de)改變而(er)下降。同(tong)時由于(yu)系統采(cai)用可調(diao)整的容(rong)錯機制(zhi)，能夠有(you)效避免(mian)由于設(she)備性能(neng)所引起(qi)的控制(zhi)死區、系(xi)統崩潰(kui)現象。

5.檢定(ding)流程的(de)自動化(hua)控制和(he)調整
　　除(chu)必要的(de)儀表基(ji)本信息(xi)和系統(tong)不能夠(gou)直接采(cai)集的環(huan)境信息(xi)外，檢定(ding)過程所(suo)需涉及(ji)的過程(cheng)參數、流(liu)程控制(zhi)、數據處(chu)理、設備(bei)保護均(jun)應作自(zi)動化處(chu)理，使系(xi)統能夠(gou)在無人(ren)狀态🎯下(xia)自動完(wan)成。
　　針對(dui)具體的(de)檢定需(xu)求，系統(tong)需根據(ju)用戶所(suo)選擇的(de)檢定方(fang)法和被(bei)檢表種(zhong)類、精度(du)、信号等(deng)自動調(diao)整檢🏃🏻‍♂️定(ding)方案和(he)自動檢(jian)定流程(cheng)。以采用(yong)靜态質(zhi)量法的(de)脈沖類(lei)電📞磁流(liu)量計爲(wei)例，其檢(jian)定流程(cheng)如圖4所(suo)示。
　　檢定(ding)流程中(zhong)所涉及(ji)的大部(bu)分功能(neng)都以模(mo)塊化方(fang)式設計(ji)，可以根(gen)據實際(ji)需求選(xuan)擇是否(fou)開啓，以(yi)增加系(xi)統的靈(ling)✌️活度。比(bi)如㊙️在一(yi)般檢定(ding)中，爲得(de)到更好(hao)的檢定(ding)數據，可(ke)選擇剔(ti)除粗大(da)誤👉差，或(huo)對産生(sheng)粗大誤(wu)差的點(dian)重㊙️新檢(jian)定。但在(zai)整體裝(zhuang)置穩定(ding)性評定(ding)時，需要(yao)連續10次(ci)測量數(shu)據，爲反(fan)映設備(bei)真實性(xing)能，可不(bu)選擇剔(ti)除。

　　此外(wai)，檢定自(zi)動化并(bing)非不允(yun)許人爲(wei)操作，系(xi)統在設(she)計上具(ju)📱備手/自(zi)動兩種(zhong)模式，手(shou)動模式(shi)的存在(zai)有利于(yu)實驗性(xing)項目的(de)開展。
6.測(ce)量模型(xing)的建立(li)
　　作爲流(liu)量計檢(jian)定領域(yu)的行業(ye)軟件，系(xi)統對被(bei)檢表✔️的(de)💞誤🌈差、重(zhong)複性、精(jing)度等數(shu)據的計(ji)算和判(pan)定都需(xu)要遵循(xun)現行國(guo)家計量(liang)檢定規(gui)程。其測(ce)量模型(xing)的建立(li)應嚴格(ge)遵循施(shi)行中的(de)計量檢(jian)定規程(cheng)，同時考(kao)慮到規(gui)程的不(bu)✨定期更(geng)新🏃🏻‍♂️，更需(xu)預留更(geng)新接口(kou)。所以測(ce)量模型(xing)的建立(li)應以規(gui)程号爲(wei)分類依(yi)據獨立(li)編寫（雖(sui)然很多(duo)隸屬不(bu)同規程(cheng)的流量(liang)🌈計其計(ji)算模型(xing)是相同(tong)的）。
7.突發(fa)狀況的(de)預判及(ji)處理
　　系(xi)統需要(yao)考慮在(zai)檢定過(guo)程中可(ke)能出現(xian)的突發(fa)情🥰況，如(ru)采用⭐靜(jing)态質量(liang)法時的(de)溢水、開(kai)關閥門(men)失靈等(deng)情況。對(dui)此需要(yao)🚩實時處(chu)理過程(cheng)中的數(shu)據，預判(pan)可能👅發(fa)生的危(wei)險，并及(ji)時作出(chu)調整。對(dui)于來不(bu)及調整(zheng)或已經(jing)發生的(de)突發狀(zhuang)況，需要(yao)啓動緊(jin)急措施(shi)，避免或(huo)♌減少由(you)此而産(chan)生的不(bu)良後果(guo)。
　　以質量(liang)法時的(de)防溢出(chu)爲例，當(dang)實際流(liu)量、設定(ding)檢定時(shi)間、稱重(zhong)罐允許(xu)容積配(pei)比不當(dang)時（即Q×t＞V），将(jiang)出現罐(guan)内水溢(yi)出情況(kuang)。爲避免(mian)這一情(qing)況的發(fa)生，系統(tong)實時監(jian)㊙️視流量(liang)的瞬時(shi)波動和(he)一段時(shi)間内的(de)平均值(zhi)，參考設(she)定時間(jian)提前估(gu)算出檢(jian)定時間(jian)内的總(zong)流量範(fan)圍🈲，當其(qi)風險比(bi)例超出(chu)允許範(fan)圍後，将(jiang)根據具(ju)體情況(kuang)選擇縮(suo)短時間(jian)，暫停檢(jian)定，調整(zheng)流量等(deng)不同的(de)😄應對措(cuo)施。預判(pan)📐應對能(neng)夠消除(chu)👄絕大部(bu)分的危(wei)險因素(su)。如🌈果由(you)于外在(zai)原因預(yu)判失敗(bai)，将進入(ru)緊急🤞應(ying)對模式(shi)，此時應(ying)及時開(kai)通旁路(lu)和洩水(shui)通路，消(xiao)除或減(jian)少由此(ci)引起的(de)不良後(hou)果。緊急(ji)應對模(mo)式解決(jue)問題後(hou)需✊要自(zi)動回複(fu)正常狀(zhuang)态，同時(shi)将此次(ci)處理操(cao)作記錄(lu)在案。
二(er)、結束語(yu)
　　液體流(liu)量計檢(jian)定系統(tong)的全自(zi)動化能(neng)有效降(jiang)低使用(yong)者🈲的管(guan)理和人(ren)力成本(ben)，減少檢(jian)定工作(zuo)中由于(yu)人爲因(yin)素而增(zeng)加的不(bu)确定💁因(yin)素，有利(li)于檢定(ding)工作的(de)高效、公(gong)正。但也(ye)應注意(yi)到，全自(zi)動系統(tong)對檢定(ding)設備💃🏻的(de)硬件要(yao)求相對(dui)較高，需(xu)要配備(bei)相應的(de)信号回(hui)饋💃機構(gou)和較高(gao)性能的(de)調節🚶機(ji)構才能(neng)保證其(qi)高效穩(wen)定的工(gong)作。在成(cheng)⭐本與性(xing)能之間(jian)如何平(ping)衡也是(shi)需要我(wo)們進一(yi)步研究(jiu)的問題(ti)。

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