摘要:在(zai)自動配料系統中(zhōng),液态原料的供給(gei)通常需要電磁流(liú)量計 的計量來達(dá)到正确控制的目(mù)的。首先通過靜态(tai)标定電磁流量計(ji)的測量精度,在大(dà)量試驗的基礎.上(shàng)拟合出較理想的(de)線性關系,同時找(zhǎo)出電機頻率與流(liu)量間的波動聯系(xi),然後利用動态模(mó)糊控制作爲其核(hé)心控制算法,正确(què)地控制液态原料(liao)的供給。
1引言
　　電磁(cí)流量計是根據法(fa)拉第電磁感應定(ding)律制成，用來👈測量(liang)導電液體體積流(liú)量的儀表。目前已(yǐ)廣泛地被應用于(yu)工業過程"中各種(zhong)導電液體的流量(liàng)測量，如各種酸、堿(jiǎn)、鹽等腐蝕性介質(zhì)⁉️;各種漿液流量測(cè)量💚，形成了獨特的(de)應用領域。在自💃動(dòng)配料系統中,通過(guo)⭐控制電機運行頻(pin)率來控制流量的(de)大小。其應用的精(jīng)度對企業産🧑🏾‍🤝‍🧑🏼品的(de)質量、原料的消耗(hao)以及經💋濟效益等(děng)有直🐆接的影響。電(dian)磁流量計作🎯爲液(yè)态原料的計量裝(zhuāng)置,随着微電子技(jì)術的發展而不斷(duan)提高其計量精度(dù)和應用範圍。而流(liú)量❤️計計量是極其(qi)複雜的動态計量(liàng),其精度會受很多(duō)因素影響,如:流體(ti)的☂️導電性、非軸對(duì)稱、電極襯裏附着(zhe)物的影響、電機運(yun)🔅行的👨‍❤️‍👨穩定性、電磁(cí)流量計安裝的位(wei)置、勵磁的技術、信(xin)号線的🥰長度以及(jí)外界幹擾等。
　　電磁(ci)流量計在調試期(qī)間常會遇到--些故(gù)障,如顯示波動、精(jīng)❄️度下降、儀表損壞(huai)等,-經排除,以後相(xiàng)同條件⭕下不會再(zai)出現。究其原因♌主(zhǔ)要有儀表本身元(yuán)器件損壞引💚起故(gù)障、有選用⚽不當、安(ān)裝不妥、環境條件(jiàn)、流☁️體特性等因素(su)造成故障;在正常(cháng)運行期間若出現(xian)故障,則一般由流(liú)量傳感器内壁附(fù)着☂️層、雷電打擊.以(yi)及環境條件變化(huà)等因素引💋起。日常(cháng)工作中時刻注意(yi)這些故障,并很好(hǎo)地❗加以排除👈解決(jué),電磁流量計就能(neng)夠發揮它應🍓有的(de)作用。本文在電磁(ci)流量計正常工作(zuo)的基礎上,利用其(qí)與工控機、變頻器(qì)及電機組成自動(dong)控制系統,以模糊(hu)控制作爲其核心(xīn)控🔞制算法來研究(jiū)電機頻率變化時(shí)對應流量的變化(huà)關系,以達到提高(gāo)正确控制流量的(de)目的。
2電磁流量計(jì)的靜态标定
　　電磁(cí)流量計在出廠時(shi)經過檢定,在實際(jì)運行中實時🤩流量(liang)能同步的顯示在(zai)其表頭.上,但在自(zì)動供料系統中我(wǒ)們需🔴要在🥵工控機(jī)上也實時顯示其(qi)流量,并以此進行(hang)調控,這就需要我(wo)☔們把電磁流量計(jì)本身的流量信息(xī)及時地傳送到工(gōng)控機.上。而電磁流(liu)量計的輸出信号(hao)爲4~20mA的電流信号,工(gōng)控🙇🏻機的采集卡隻(zhi)能檢測0~10V的📐電壓信(xin)号,故在電💁磁流量(liang)計的信号輸出端(duān)串接--個小于500Ω的電(diàn)阻用以将電流信(xìn)号轉換成電壓信(xìn)号“l供采集卡采集(jí)。表1爲電磁流量計(jì)信号輸出端串接(jie)一個200Ω電阻後,電磁(cí)流量計在電機運(yùn)行于不同頻率時(shí)其本身測量🌈的流(liu)量值和采🈚集卡所(suǒ)采集的數值。由表(biao)1可知,電磁流量計(jì)的波動與采集卡(kǎ)所采集的數值有(you)較好的-緻性,滿🔱足(zu)實際使用需求。

3電(diàn)磁流量計在自動(dòng)配料系統中的應(ying)用
3.1電磁流量計在(zai)自動配料系統中(zhōng)的作用
　　在自動配(pèi)料系統中,液态原(yuan)料的供給同樣是(shì)按配方📱的比例🙇‍♀️進(jin)行。我們希望在整(zheng)個生産過程中流(liú)量都按一個😄常量(liang)進行📞供給,而實際(jì)中即使電機固定(ding)在某個固定頻💔率(lǜ),其流量依然不是(shì)一個常量,如圖1中(zhong)記錄的🥰爲固定頻(pín)‼️率下電磁流量計(jì)的測量值。如果人(ren)爲的進行幹預,其(qí)滞後性及精度都(dōu)得不到保證,這勢(shì)必影響産品的質(zhi)量與生産的效率(lǜ)。而采用工控機根(gēn)據電磁流量計的(de)實際流量進行實(shí)時的💃監控與調節(jie),能讓流量穩定在(zài)很小的範圍内，這(zhe)無⛷️疑大大提高了(le)自動供料系統🏃‍♂️的(de)精度與效率🥰5

3.2流量的自動控制(zhì)及模糊控制思想(xiǎng)
　　電磁流量計實時(shi)地測量生産過程(chéng)中的液态原料供(gòng)🌍給🚩,工❓控機根據其(qi)提供的信号對變(bian)頻器的頻率進行(hang)調整從而實現流(liu)量的調節。流量的(de)自動控制❄️不僅要(yao)💁達到規定時間内(nèi)總量的供給❓,更重(zhong)要的是要保證生(sheng)💋産過程中瞬時流(liu)量的配比需求。在(zai)生産過程中，電磁(cí)流量計計量的流(liu)量如圖2所示。

　　在工作時(shi)間T内我們期望電(diàn)磁流量計測量的(de)信号y(t)爲一常量,這(zhe)❤️也是生産過程配(pei)方比例中所期望(wang)的,而由圖1中我們(men)知道♻️y(t)受各種因素(su)的影響而不停的(de)波動。在工作時間(jiān)内對y(t)積分可得到(dao)流量的累積L:

　　假定(ding)幹擾信号全部看(kàn)作爲正弦波後yδ(t)=ysint,在(zai)7時間内其運行的(de)周期爲n,則?=2π /T帶入式(shi)(4)得:

　　實際生産中流(liu)量一直在某個區(qu)域内波動,且其動(dong)态特性不易掌握(wo)。從上面的理論中(zhōng)我們能夠讓誤差(chà)ΔL盡可能的小，這樣(yang)距我們所需要的(de)理論值yo就越接近(jin).而減小誤差需要(yao)我們把n取的盡可(ke)能大,也就✌️是在生(sheng)産時間内劃分更(gèng)多的周期去調節(jiē)流量。當📞工控機根(gen)據電磁流量計傳(chuan)送回來的💃信号發(fa)出調節變頻器工(gong)作頻率的指令後(hou),電機調整功率到(dao)電☔磁流量計的實(shi)際測量爲一個工(gōng)作周期,我們知道(dào)從指令發送到實(shí)際測量值返回有(yǒu)-一個較大的滞後(hou)，如果調節的周期(qī)時⭐間小于流量計(jì)本身的😍一個工作(zuo)周期,那麽顯然不(bú)可能達到減小誤(wu)差的目的。
　　利用模(mó)糊控制思想,在控(kong)制程序中我們把(ba)流量的波動區域(yù)劃⛹🏻‍♀️分爲也±△x×yo,yo±03,yo±0.5四個區(qū)域,其中sx爲可調節(jiē)的誤差範💰圍,生産(chǎn)中我們☁️取0.015,流量區(qū)域劃分的單位均(jun1)爲t/h。針對不同的區(qū)域采取🔴不同的🏃‍♀️調(diào)整方案。具體流程(cheng)如圖3所示🔆,圖中變(bian)量Rel表示實際測量(liàng)的流量，變量Idea表💯示(shi)理論流量🔱。
4試驗結(jie)果分析
　　 模糊控制(zhi)對數學模型難以(yǐ)獲取、動态特性不(bu)易掌握等控🏒制對(dui)像有較理想的控(kòng)制效果,在其模糊(hú)法則和決策💚中幹(gan)擾和♊參數變化對(duì)控制效果的影響(xiǎng)被大大減弱。電磁(ci)流量計信号在進(jin)入工控之前采✌️用(yong)均值濾波以及中(zhong)值濾波後才交給(gei)控制算法處💋理,盡(jin)量降低幹擾帶來(lái)的波動。采取不同(tong)的調節周期對實(shí)時的控制也很大(dà),周期🤞太短對流量(liang)的調節太頻繁,這(zhe)樣容易導緻流量(liàng)的波動劇烈,若調(diao)節周期過長則容(rong)易導緻🔴累積誤差(chà)大。經過反♈複實驗(yàn)最後我們采取以(yi)周期爲10s,以上面劃(hua)分的四個區域來(lái)😄減小流量波動帶(dài)🌍來的誤⛹🏻‍♀️差,其中當(dāng)流量波動超過👌0.5t/h時(shi),采取周期爲20s.頻率(lǜ)土Hz的調節方法,這(zhe)樣能夠更好😍避開(kāi)其工作周期的滞(zhi)後和調節幅度慢(man)的缺點,更加有效(xiao)地達到調節效果(guǒ)。

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