摘要:在(zai)自動配(pei)料系統(tong)中,液态(tai)原料的(de)供給通(tong)常需要(yao)電磁流(liu)量計 的(de)計量來(lai)達到正(zheng)确控制(zhi)的目的(de)。首先通(tong)過靜态(tai)标定電(dian)磁流量(liang)計的測(ce)量精度(du),在大量(liang)試驗的(de)基礎.上(shang)拟合出(chu)較理想(xiang)的線性(xing)關系,同(tong)時找出(chu)電機頻(pin)率與流(liu)量間的(de)波動聯(lian)系,然後(hou)利用動(dong)态模糊(hu)控制作(zuo)爲其核(he)心控制(zhi)算法,正(zheng)确地控(kong)制液态(tai)原料的(de)供給。
1引(yin)言
　　電磁(ci)流量計(ji)是根據(ju)法拉第(di)電磁感(gan)應定律(lü)制成，用(yong)來㊙️測量(liang)導🔞電液(ye)體體積(ji)流量的(de)儀表。目(mu)前已廣(guang)泛地被(bei)應用于(yu)工業過(guo)程"中各(ge)㊙️種導電(dian)液體的(de)流量測(ce)量㊙️，如各(ge)種酸、堿(jian)、鹽㊙️等腐(fu)蝕性介(jie)質;各種(zhong)漿液流(liu)量測量(liang)，形成了(le)獨特的(de)應用🍉領(ling)域。在自(zi)動配料(liao)系統中(zhong),通過控(kong)制電機(ji)運行頻(pin)率來控(kong)制流量(liang)的大小(xiao)。其應用(yong)的精度(du)對企業(ye)産☁️品的(de)質量、原(yuan)料的消(xiao)耗以及(ji)經🔞濟效(xiao)益等有(you)直接的(de)影📧響。電(dian)磁流量(liang)計作爲(wei)液态原(yuan)料的計(ji)量裝置(zhi),随着微(wei)電子技(ji)術的發(fa)展而🏃不(bu)斷提高(gao)其計量(liang)精度和(he)應用範(fan)圍👣。而流(liu)量計計(ji)量是極(ji)其複雜(za)🌂的動态(tai)計量,其(qi)精度會(hui)受很多(duo)因素影(ying)響,如:流(liu)體的導(dao)電性、非(fei)軸對稱(cheng)、電極襯(chen)裏附着(zhe)物的影(ying)響、電機(ji)運行的(de)穩定性(xing)、電磁流(liu)量計安(an)裝的🚩位(wei)置、勵磁(ci)的技術(shu)、信号線(xian)的長度(du)以及外(wai)界幹擾(rao)等🐉。
　　電磁(ci)流量計(ji)在調試(shi)期間常(chang)會遇到(dao)--些故障(zhang),如顯示(shi)波動、精(jing)🐪度⭐下⛷️降(jiang)、儀表損(sun)壞等,-經(jing)排除,以(yi)後相同(tong)條件下(xia)不會再(zai)出現。究(jiu)其原因(yin)主要有(you)儀表本(ben)身元器(qi)件損壞(huai)引起故(gu)障、有選(xuan)用☁️不當(dang)、安🥵裝不(bu)妥、環境(jing)條件、流(liu)🥵體特性(xing)等因素(su)造成故(gu)障;在正(zheng)常運行(hang)期間若(ruo)出現㊙️故(gu)障,則一(yi)般由流(liu)量傳感(gan)器内壁(bi)附着層(ceng)、雷電打(da)擊.以及(ji)環境條(tiao)件變化(hua)等因素(su)引起。日(ri)常工作(zuo)中時刻(ke)注意這(zhe)些故障(zhang),并🍓很好(hao)地加以(yi)排除解(jie)決,電磁(ci)流量💞計(ji)🚶就能夠(gou)發揮它(ta)應有的(de)作用。本(ben)文在電(dian)磁流量(liang)計正常(chang)工作的(de)基礎上(shang),利📧用其(qi)與工控(kong)機、變頻(pin)器及電(dian)機組成(cheng)自動控(kong)制🤞系統(tong),以♉模糊(hu)控制作(zuo)爲其核(he)心控制(zhi)算法來(lai)研究電(dian)機頻率(lü)變化時(shi)對應流(liu)量的變(bian)化♉關系(xi),以達到(dao)提高正(zheng)确控制(zhi)流量的(de)目的。
2電(dian)磁流量(liang)計的靜(jing)态标定(ding)
　　電磁流(liu)量計在(zai)出廠時(shi)經過檢(jian)定,在實(shi)際運行(hang)中實時(shi)流量能(neng)同步的(de)顯示在(zai)其表頭(tou).上,但在(zai)自動供(gong)料👨‍❤️‍👨系統(tong)中我們(men)需📱要在(zai)工控機(ji)上也實(shi)時顯示(shi)其流量(liang),并以此(ci)進行調(diao)控,這就(jiu)😄需要我(wo)💋們把電(dian)磁流量(liang)計本身(shen)的流量(liang)信息及(ji)時地傳(chuan)送到工(gong)控機.上(shang)。而電磁(ci)流✂️量計(ji)的輸出(chu)信号爲(wei)4~20mA的電流(liu)信号,工(gong)控機的(de)采集卡(ka)隻能檢(jian)測0~10V的電(dian)壓信号(hao),故在電(dian)磁流量(liang)計的信(xin)号輸出(chu)端串接(jie)--個小于(yu)500Ω的電阻(zu)用以将(jiang)電流信(xin)号轉換(huan)成電壓(ya)信号“l供(gong)采集卡(ka)采集。表(biao)1爲電磁(ci)流量計(ji)信号輸(shu)💰出端串(chuan)接一個(ge)200Ω電阻後(hou),電磁流(liu)🏃🏻量計在(zai)電機運(yun)行于不(bu)同頻率(lü)時其本(ben)身測量(liang)的流量(liang)值和采(cai)集卡所(suo)采集的(de)數值。由(you)表1可知(zhi),電磁流(liu)量計的(de)波動與(yu)采集卡(ka)👉所采集(ji)的數值(zhi)有較好(hao)的-緻性(xing),滿足實(shi)際使用(yong)需求❓。

3電(dian)磁流量(liang)計在自(zi)動配料(liao)系統中(zhong)的應用(yong)
3.1電磁流(liu)量計在(zai)自動配(pei)料系統(tong)中的作(zuo)用
　　在自(zi)動配料(liao)系統中(zhong),液态原(yuan)料的供(gong)給同樣(yang)是按配(pei)方的比(bi)例進行(hang)。我們希(xi)望在整(zheng)個生産(chan)過程中(zhong)流量都(dou)按一個(ge)常量進(jin)行供給(gei),而實際(ji)中即使(shi)電機固(gu)定在某(mou)個固定(ding)頻率,其(qi)流量依(yi)然不是(shi)一個常(chang)量,如圖(tu)1中記錄(lu)的爲固(gu)定頻率(lü)下電磁(ci)💘流量計(ji)的測量(liang)值。如果(guo)人爲的(de)進行幹(gan)預,其滞(zhi)後性及(ji)精度都(dou)得不到(dao)保證,這(zhe)勢必影(ying)響産品(pin)的質量(liang)與生産(chan)的效率(lü)。而采用(yong)工控機(ji)根據電(dian)磁流量(liang)計☀️的實(shi)際流量(liang)進行實(shi)時的❓監(jian)控與調(diao)節,能讓(rang)流量穩(wen)定在很(hen)小的範(fan)圍内，這(zhe)無疑大(da)大提高(gao)了自動(dong)供料系(xi)統的精(jing)度與效(xiao)率5

3.2流(liu)量的自(zi)動控制(zhi)及模糊(hu)控制思(si)想
　　電磁(ci)流量計(ji)實時地(di)測量生(sheng)産過程(cheng)中的液(ye)态原料(liao)供🌈給,工(gong)🈲控機⭐根(gen)據其提(ti)供的信(xin)号對變(bian)頻器的(de)頻率進(jin)行調整(zheng)從而實(shi)現流量(liang)的調節(jie)。流量的(de)自動控(kong)制不僅(jin)要達到(dao)規定時(shi)間内總(zong)量的供(gong)給,更重(zhong)要的是(shi)✨要保證(zheng)生産過(guo)程中㊙️瞬(shun)時流量(liang)的配比(bi)需♈求。在(zai)生産㊙️過(guo)程中，電(dian)磁流量(liang)計計量(liang)👄的流量(liang)如圖2所(suo)示。

　　在工(gong)作時間(jian)T内我們(men)期望電(dian)磁流量(liang)計測量(liang)的信号(hao)y(t)爲一常(chang)量,這也(ye)是生産(chan)過程配(pei)方比例(li)中所期(qi)望的,而(er)由圖1中(zhong)我們知(zhi)道y(t)受各(ge)種因素(su)的影響(xiang)而不停(ting)的波動(dong)。在工作(zuo)時😘間内(nei)對y(t)積分(fen)可得到(dao)流量的(de)累積L:

　　假(jia)定幹擾(rao)信号全(quan)部看作(zuo)爲正弦(xian)波後yδ(t)=ysint,在(zai)7時間内(nei)其運行(hang)📱的周期(qi)爲n,則?=2π /T帶(dai)入式(4)得(de):

　　實際生(sheng)産中流(liu)量一直(zhi)在某個(ge)區域内(nei)波動,且(qie)其動㊙️态(tai)特👅性不(bu)易掌握(wo)。從上面(mian)的理論(lun)中我們(men)能夠讓(rang)誤差ΔL盡(jin)可能的(de)小，這樣(yang)距我們(men)所需要(yao)的理論(lun)值yo就越(yue)接近.而(er)減小誤(wu)差需要(yao)我們把(ba)n取的盡(jin)可能大(da),也就是(shi)在生産(chan)時間内(nei)劃分更(geng)多的周(zhou)期去調(diao)節流量(liang)。當工控(kong)機根據(ju)🌈電磁流(liu)量計💃傳(chuan)送回來(lai)的信号(hao)發出調(diao)🚶‍♀️節變頻(pin)器工作(zuo)❗頻率的(de)指令後(hou),電機調(diao)整功率(lü)到電磁(ci)流量計(ji)的實際(ji)測量爲(wei)一個工(gong)作周期(qi),我們知(zhi)道從指(zhi)令發送(song)到實際(ji)🏃測量值(zhi)返回有(you)-一🐪個🐪較(jiao)大的滞(zhi)後，如果(guo)調🌂節的(de)周期時(shi)間小于(yu)流量計(ji)本身的(de)🥰一個工(gong)作周期(qi),那麽顯(xian)然不可(ke)🥰能達到(dao)減小誤(wu)📱差的目(mu)的。
　　利用(yong)模糊控(kong)制思想(xiang),在控制(zhi)程序中(zhong)我們把(ba)流量的(de)波動區(qu)域劃分(fen)爲也±△x×yo,yo±03,yo±0.5四(si)個區域(yu),其中sx爲(wei)可調節(jie)的誤差(cha)範圍,生(sheng)🛀産中我(wo)們🚩取0.015,流(liu)量區域(yu)劃分的(de)單位均(jun)爲t/h。針對(dui)不同的(de)區域采(cai)取不同(tong)的調整(zheng)方案。具(ju)體流程(cheng)如圖3所(suo)示,圖中(zhong)變量Rel表(biao)示實際(ji)測量的(de)流量，變(bian)量Idea表示(shi)理論流(liu)量🔱。
4試驗(yan)結果分(fen)析
　　 模糊(hu)控制對(dui)數學模(mo)型難以(yi)獲取、動(dong)态特性(xing)不易掌(zhang)握🥰等控(kong)制對像(xiang)有較理(li)想的控(kong)制效果(guo),在其模(mo)糊法✂️則(ze)和決策(ce)中幹擾(rao)和參數(shu)變化對(dui)控制效(xiao)果的影(ying)響被大(da)大減弱(ruo)。電🐕磁流(liu)量計信(xin)号在進(jin)入工控(kong)之前采(cai)用均值(zhi)濾波以(yi)及中👉值(zhi)濾波後(hou)才交給(gei)控制算(suan)法處✨理(li),盡量降(jiang)低幹擾(rao)帶來的(de)波動。采(cai)取不同(tong)的調節(jie)周㊙️期對(dui)實時的(de)控🌈制也(ye)很大,周(zhou)期太短(duan)對流量(liang)的☎️調節(jie)🔴太頻繁(fan),這樣容(rong)易導緻(zhi)流量的(de)波動劇(ju)烈,若調(diao)節周期(qi)過長則(ze)容易導(dao)緻✊累積(ji)誤差大(da)。經過反(fan)複實驗(yan)最💜後我(wo)們采取(qu)以周期(qi)爲10s,以上(shang)面劃分(fen)的四個(ge)區域來(lai)減小流(liu)量波動(dong)帶來的(de)誤差,其(qi)中當流(liu)量波動(dong)超過0.5t/h時(shi),采取周(zhou)期爲20s.頻(pin)率土Hz的(de)調節方(fang)法,這樣(yang)能夠更(geng)好避開(kai)其工作(zuo)周期的(de)滞後和(he)調節☎️幅(fu)度慢的(de)缺點,更(geng)加有效(xiao)地達到(dao)調節效(xiao)果。

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