摘要(yao):在自(zi)動配(pei)料系(xi)統中(zhong),液态(tai)原料(liao)的供(gong)給通(tong)常需(xu)要電(dian)磁流(liu)量計(ji) 的計(ji)量來(lai)達到(dao)正确(que)控制(zhi)的目(mu)的。首(shou)先通(tong)過靜(jing)态标(biao)定電(dian)磁流(liu)量計(ji)的測(ce)量精(jing)度,在(zai)大量(liang)試驗(yan)的基(ji)礎.上(shang)拟合(he)出較(jiao)理想(xiang)的線(xian)性關(guan)系,同(tong)時找(zhao)出電(dian)機頻(pin)率與(yu)流量(liang)間的(de)波動(dong)聯系(xi),然後(hou)利用(yong)動态(tai)模糊(hu)控制(zhi)作爲(wei)其核(he)心控(kong)制算(suan)法,正(zheng)确地(di)控制(zhi)液态(tai)原料(liao)的供(gong)給。
1引(yin)言
　　電(dian)磁流(liu)量計(ji)是根(gen)據法(fa)拉第(di)電磁(ci)感應(ying)定律(lü)制成(cheng)，用來(lai)測量(liang)導⚽電(dian)✌️液體(ti)體積(ji)流量(liang)的儀(yi)表。目(mu)前已(yi)廣泛(fan)地被(bei)應用(yong)于工(gong)業過(guo)程"中(zhong)各種(zhong)導電(dian)液體(ti)的流(liu)量測(ce)量，如(ru)各種(zhong)🌈酸、堿(jian)、鹽㊙️等(deng)腐蝕(shi)性介(jie)質;各(ge)種漿(jiang)液流(liu)量測(ce)量🏃🏻，形(xing)成了(le)獨特(te)的應(ying)用領(ling)域。在(zai)自動(dong)配料(liao)系🐉統(tong)中,通(tong)過控(kong)制電(dian)機運(yun)行頻(pin)率來(lai)控制(zhi)流量(liang)的大(da)小。其(qi)應用(yong)的精(jing)度對(dui)企業(ye)産品(pin)的質(zhi)量、原(yuan)料的(de)消耗(hao)以及(ji)經濟(ji)效💞益(yi)等有(you)直接(jie)的影(ying)響。電(dian)磁流(liu)量計(ji)作爲(wei)液态(tai)原料(liao)的計(ji)📞量裝(zhuang)置,随(sui)着微(wei)電子(zi)技術(shu)的發(fa)展而(er)🔞不斷(duan)提高(gao)其計(ji)量精(jing)度和(he)應用(yong)範圍(wei)。而流(liu)量🚶計(ji)計量(liang)是極(ji)其複(fu)雜的(de)動态(tai)計量(liang),其精(jing)度會(hui)受很(hen)多因(yin)素影(ying)響,如(ru):流體(ti)的導(dao)電性(xing)、非軸(zhou)對稱(cheng)、電極(ji)襯裏(li)附着(zhe)物的(de)影響(xiang)、電機(ji)運㊙️行(hang)的穩(wen)定性(xing)、電磁(ci)流量(liang)計安(an)裝的(de)位置(zhi)、勵磁(ci)的技(ji)術、信(xin)号線(xian)的🥵長(zhang)度以(yi)及外(wai)界幹(gan)擾等(deng)。
　　電磁(ci)流量(liang)計在(zai)調試(shi)期間(jian)常會(hui)遇到(dao)--些故(gu)障,如(ru)顯示(shi)波動(dong)、精度(du)下降(jiang)、儀表(biao)損壞(huai)等,-經(jing)排除(chu),以後(hou)相同(tong)條件(jian)🈲下不(bu)會再(zai)出現(xian)♋。究其(qi)原因(yin)主要(yao)有儀(yi)表本(ben)身元(yuan)器件(jian)損壞(huai)引🌈起(qi)故障(zhang)、有選(xuan)用不(bu)當、安(an)裝不(bu)妥🛀、環(huan)境條(tiao)件、流(liu)💛體特(te)性等(deng)🆚因素(su)造成(cheng)故障(zhang);在正(zheng)常運(yun)行期(qi)間若(ruo)出現(xian)🔆故障(zhang),則一(yi)般由(you)流量(liang)傳感(gan)⛱️器内(nei)壁附(fu)着✂️層(ceng)、雷電(dian)打擊(ji)❄️.以及(ji)環境(jing)條件(jian)變化(hua)等因(yin)素引(yin)起。日(ri)常工(gong)作中(zhong)時刻(ke)注意(yi)這些(xie)故障(zhang),并☔很(hen)好地(di)♉加以(yi)排除(chu)解決(jue),電磁(ci)流量(liang)計就(jiu)能夠(gou)發揮(hui)它應(ying)有的(de)作用(yong)。本文(wen)在電(dian)磁流(liu)量計(ji)正常(chang)工作(zuo)的基(ji)礎上(shang),利❗用(yong)其與(yu)📞工控(kong)機、變(bian)頻器(qi)及電(dian)機組(zu)成自(zi)動控(kong)制系(xi)統,以(yi)模糊(hu)控制(zhi)作爲(wei)其核(he)心控(kong)制算(suan)法來(lai)研🏃‍♀️究(jiu)電機(ji)頻率(lü)變化(hua)時對(dui)應流(liu)量的(de)變化(hua)關系(xi),以達(da)到提(ti)高正(zheng)确控(kong)制流(liu)量的(de)目的(de)。
2電磁(ci)流量(liang)計的(de)靜态(tai)标定(ding)
　　電磁(ci)流量(liang)計在(zai)出廠(chang)時經(jing)過檢(jian)定,在(zai)實際(ji)運行(hang)中實(shi)👣時流(liu)量能(neng)同步(bu)的顯(xian)示在(zai)其表(biao)頭.上(shang),但在(zai)自動(dong)供料(liao)系統(tong)中我(wo)們需(xu)🔴要在(zai)工控(kong)✊機上(shang)也實(shi)時顯(xian)示其(qi)流量(liang),并以(yi)此😄進(jin)行調(diao)控,這(zhe)就💚需(xu)要我(wo)們把(ba)電磁(ci)流量(liang)計本(ben)身的(de)流量(liang)信息(xi)及時(shi)地傳(chuan)送到(dao)⭕工控(kong)機.上(shang)。而電(dian)磁流(liu)量計(ji)的輸(shu)出信(xin)号爲(wei)4~20mA的電(dian)流信(xin)号,工(gong)控機(ji)的采(cai)集卡(ka)隻能(neng)檢測(ce)0~10V的電(dian)壓信(xin)号,故(gu)在電(dian)磁流(liu)量計(ji)的信(xin)号輸(shu)👄出端(duan)串接(jie)--個小(xiao)于500Ω的(de)電阻(zu)用以(yi)将電(dian)👌流信(xin)号轉(zhuan)換成(cheng)電壓(ya)信号(hao)“l供采(cai)集卡(ka)采集(ji)。表1爲(wei)電磁(ci)流量(liang)計信(xin)号輸(shu)出端(duan)串接(jie)🤞一個(ge)200Ω電阻(zu)後,電(dian)磁流(liu)量計(ji)在電(dian)機運(yun)行于(yu)🔱不同(tong)頻率(lü)時其(qi)本身(shen)測量(liang)❓的流(liu)量值(zhi)和采(cai)集卡(ka)所采(cai)集的(de)數值(zhi)。由表(biao)1可知(zhi),電磁(ci)💛流量(liang)計的(de)波動(dong)與采(cai)集卡(ka)所采(cai)集的(de)數值(zhi)有較(jiao)好的(de)-緻性(xing)⛹🏻‍♀️,滿足(zu)實際(ji)使用(yong)需求(qiu)。

3電磁(ci)流量(liang)計在(zai)自動(dong)配料(liao)系統(tong)中的(de)應用(yong)
3.1電磁(ci)流量(liang)計在(zai)自動(dong)配料(liao)系統(tong)中的(de)作用(yong)
　　在自(zi)動配(pei)料系(xi)統中(zhong),液态(tai)原料(liao)的供(gong)給同(tong)樣是(shi)按配(pei)方❄️的(de)比例(li)進行(hang)。我們(men)希望(wang)在整(zheng)個生(sheng)産過(guo)程中(zhong)流量(liang)✏️都按(an)一個(ge)常量(liang)進行(hang)✊供給(gei),而實(shi)際中(zhong)即使(shi)電機(ji)固定(ding)在某(mou)個😍固(gu)定頻(pin)率,其(qi)流量(liang)依然(ran)不是(shi)一個(ge)常量(liang),如圖(tu)1中記(ji)錄的(de)🐇爲固(gu)定頻(pin)率下(xia)電磁(ci)流量(liang)計的(de)測量(liang)值。如(ru)♻️果人(ren)爲的(de)進👄行(hang)幹預(yu),其滞(zhi)後性(xing)及精(jing)度都(dou)得不(bu)到保(bao)🛀🏻證,這(zhe)勢必(bi)影響(xiang)産品(pin)的質(zhi)量與(yu)生産(chan)的效(xiao)率。而(er)采用(yong)工控(kong)機根(gen)據電(dian)磁流(liu)量計(ji)的實(shi)際流(liu)量進(jin)行實(shi)時的(de)監控(kong)與調(diao)節,能(neng)讓流(liu)量穩(wen)定在(zai)很小(xiao)的🔞範(fan)圍内(nei)，這無(wu)疑大(da)大提(ti)高了(le)自動(dong)供料(liao)系統(tong)🔴的精(jing)度與(yu)效率(lü)✂️5

3.2流量(liang)的自(zi)動控(kong)制及(ji)模糊(hu)控制(zhi)思想(xiang)
　　電磁(ci)流量(liang)計實(shi)時地(di)測量(liang)生産(chan)過程(cheng)中的(de)液态(tai)原料(liao)供給(gei),工控(kong)機根(gen)據其(qi)提供(gong)的信(xin)号對(dui)變頻(pin)器的(de)頻率(lü)進行(hang)調整(zheng)從而(er)實現(xian)流量(liang)的調(diao)節。流(liu)量的(de)自動(dong)控制(zhi)不僅(jin)要達(da)到規(gui)定時(shi)間内(nei)總量(liang)的供(gong)給🍓,更(geng)重要(yao)的是(shi)要保(bao)證生(sheng)産過(guo)程中(zhong)瞬時(shi)流量(liang)💘的配(pei)比需(xu)🤞求。在(zai)生産(chan)過程(cheng)中，電(dian)磁流(liu)量計(ji)計量(liang)的流(liu)量如(ru)圖2所(suo)示。

　　在(zai)工作(zuo)時間(jian)T内我(wo)們期(qi)望電(dian)磁流(liu)量計(ji)測量(liang)的信(xin)号y(t)爲(wei)一常(chang)😄量📧,這(zhe)也是(shi)生産(chan)過程(cheng)配方(fang)比例(li)中所(suo)期望(wang)的,而(er)由圖(tu)1中🏃‍♂️我(wo)們知(zhi)道☁️y(t)受(shou)各☔種(zhong)因素(su)的影(ying)響而(er)不停(ting)的波(bo)動。在(zai)工作(zuo)時間(jian)内對(dui)y(t)積分(fen)可得(de)到流(liu)量的(de)累積(ji)L:

　　假定(ding)幹擾(rao)信号(hao)全部(bu)看作(zuo)爲正(zheng)弦波(bo)後yδ(t)=ysint,在(zai)7時間(jian)内其(qi)運行(hang)的周(zhou)期爲(wei)n,則?=2π /T帶(dai)入式(shi)(4)得:

　　實(shi)際生(sheng)産中(zhong)流量(liang)一直(zhi)在某(mou)個區(qu)域内(nei)波動(dong),且其(qi)動态(tai)特性(xing)不易(yi)掌握(wo)。從上(shang)面的(de)理論(lun)中我(wo)們能(neng)夠讓(rang)誤差(cha)ΔL盡可(ke)能的(de)小♊，這(zhe)樣距(ju)我們(men)所需(xu)要的(de)理論(lun)值yo就(jiu)越接(jie)近.而(er)減小(xiao)誤差(cha)需要(yao)我們(men)把n取(qu)的盡(jin)✔️可能(neng)大,也(ye)就是(shi)在生(sheng)産👨‍❤️‍👨時(shi)間内(nei)劃🚩分(fen)更多(duo)的周(zhou)期去(qu)調節(jie)流量(liang)。當🐪工(gong)控機(ji)根據(ju)電磁(ci)流量(liang)計傳(chuan)送回(hui)來的(de)信号(hao)發出(chu)調♻️節(jie)變頻(pin)器工(gong)作頻(pin)率的(de)指令(ling)後㊙️,電(dian)機調(diao)整功(gong)率🤞到(dao)電磁(ci)流量(liang)計的(de)實際(ji)測量(liang)爲一(yi)個工(gong)作周(zhou)期,我(wo)們知(zhi)道從(cong)指令(ling)發送(song)到實(shi)際☔測(ce)量值(zhi)返回(hui)有-一(yi)個較(jiao)大的(de)滞後(hou)，如果(guo)調🛀節(jie)的周(zhou)期時(shi)💔間小(xiao)于流(liu)量計(ji)本身(shen)的一(yi)個工(gong)作周(zhou)期,那(na)麽顯(xian)然不(bu)可能(neng)達到(dao)減小(xiao)誤差(cha)的目(mu)的😍。
　　利(li)用模(mo)糊控(kong)制思(si)想,在(zai)控制(zhi)程序(xu)中我(wo)們把(ba)流量(liang)的波(bo)動區(qu)域劃(hua)分爲(wei)也±△x×yo,yo±03,yo±0.5四(si)個區(qu)域,其(qi)中sx爲(wei)可調(diao)節的(de)誤差(cha)範㊙️圍(wei),生産(chan)中🏒我(wo)們🐆取(qu)0.015,流量(liang)區域(yu)劃分(fen)的單(dan)位均(jun)爲t/h。針(zhen)對不(bu)同的(de)區⁉️域(yu)采取(qu)不同(tong)的調(diao)整方(fang)案。具(ju)體流(liu)程如(ru)圖3所(suo)示,圖(tu)中變(bian)量Rel表(biao)示實(shi)際測(ce)量的(de)流量(liang)，變量(liang)Idea表👄示(shi)理論(lun)流量(liang)。
4試驗(yan)結果(guo)分析(xi)
　　 模糊(hu)控制(zhi)對數(shu)學模(mo)型難(nan)以獲(huo)取、動(dong)态特(te)性不(bu)易掌(zhang)握等(deng)控制(zhi)☀️對像(xiang)有較(jiao)理想(xiang)的控(kong)制效(xiao)果,在(zai)其模(mo)糊法(fa)🐆則和(he)決策(ce)中幹(gan)擾和(he)參數(shu)變化(hua)對控(kong)制效(xiao)果的(de)影響(xiang)被大(da)大減(jian)弱。電(dian)📐磁流(liu)量計(ji)信号(hao)在進(jin)入工(gong)控之(zhi)前采(cai)用均(jun)值濾(lü)波以(yi)及中(zhong)值濾(lü)波後(hou)才交(jiao)給控(kong)✌️制算(suan)法處(chu)🤞理,盡(jin)量降(jiang)低幹(gan)擾帶(dai)來的(de)波動(dong)。采取(qu)不同(tong)的調(diao)節周(zhou)❓期對(dui)實時(shi)的控(kong)制也(ye)很大(da),周期(qi)太短(duan)對流(liu)量的(de)調節(jie)太頻(pin)繁,這(zhe)☎️樣容(rong)易導(dao)緻流(liu)量的(de)波動(dong)劇烈(lie),若調(diao)節周(zhou)期🔞過(guo)長則(ze)容易(yi)導緻(zhi)累積(ji)誤差(cha)大。經(jing)過💛反(fan)複實(shi)驗最(zui)後我(wo)們采(cai)取以(yi)周期(qi)爲10s,以(yi)上面(mian)🐅劃分(fen)的四(si)個區(qu)域來(lai)減小(xiao)流量(liang)波動(dong)帶來(lai)的誤(wu)差,其(qi)中當(dang)流量(liang)🌈波動(dong)超過(guo)0.5t/h時,采(cai)取周(zhou)期👣爲(wei)20s.頻率(lü)土Hz的(de)調🤞節(jie)方法(fa),這樣(yang)能夠(gou)更好(hao)避開(kai)其工(gong)作周(zhou)期的(de)滞後(hou)和調(diao)節幅(fu)度慢(man)的缺(que)點,更(geng)加有(you)效地(di)達到(dao)調節(jie)效果(guo)。

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