液體流(liu)量計檢(jiǎn)定系統(tong)的自動(dong)化是将(jiāng)工業生(sheng)産中的(de)自動檢(jiǎn)測、信息(xī)處🛀理、分(fèn)析判斷(duan)、操縱控(kòng)制的理(li)念及方(fang)法引入(rù)流量計(ji)檢定行(hang)業中，從(cóng)而大限(xiàn)度地解(jie)放人力(li)資源、節(jiē)約管理(li)成本、規(guī)範檢定(ding)工作。
一(yī)、檢定系(xi)統自動(dong)化的實(shi)現
實現(xiàn)檢定系(xi)統的自(zi)動化需(xu)要解決(jué)以下問(wen)題
：（1）泵組(zu)及變頻(pín)器的調(diao)節；（2）閥門(mén)組的調(diào)節；（3）過程(chéng)數據的(de)處😘理🐅及(jí)分配♋；（4）參(can)數的學(xue)習、分析(xi)及整合(he)；（5）檢定流(liu)程的自(zì)動化控(kòng)㊙️制及調(diao)整；（6）數學(xue)模型的(de)建立；（7）突(tu)發狀況(kuàng)的預判(pan)及處理(li)。
　　前4項用(yong)于系統(tong)自動調(diào)整檢定(dìng)中的流(liú)量點并(bing)判斷🐅調(diao)整後的(de)流量是(shì)否适于(yu)檢定工(gōng)作，此項(xiang)是整個(gè)自動化(hua)檢定中(zhōng)的重點(dian)和難點(diǎn)，後面将(jiāng)逐一解(jie)釋，（5）、（6）項用(yòng)😄于完成(cheng)預定的(de)檢定過(guò)程，後一(yi)項用于(yu)保障檢(jian)定設備(bèi)的安全(quan)。
1.泵組及(ji)變頻器(qi)的預設(shè)
　　 我們所(suo)選取的(de)設備爲(wèi)一拖多(duo)模式，即(ji)一台變(biàn)頻器🏃‍♀️拖(tuo)動若☁️幹(gàn)台泵。這(zhè)種模式(shi)下需要(yao)系統能(neng)夠根據(ju)所預設(shè)的流量(liang)點，自動(dong)确定需(xu)要的泵(beng)組合及(ji)各泵的(de)😘工作狀(zhuang)态.實現(xiàn)這一預(yu)期需要(yào)4個前提(tí)，即泵的(de)流量特(te)性、泵組(zǔ)合的确(què)定🌈、變頻(pín)的動态(tai)調整，以(yǐ)及泵組(zǔ)實際流(liu)量特性(xìng)修正。
　　根(gēn)據每台(tái)泵的H—Q曲(qǔ)線可知(zhī)其在系(xi)統中的(de)大出水(shuǐ)量，如圖(tú)1所示，以(yǐ)🔞此作爲(wèi)依據使(shi)用排列(lie)組合方(fāng)式确定(dìng)🌂所需流(liu)量點的(de)泵組合(hé)方式，此(cǐ)時将得(de)到一個(gè)初步的(de)泵組合(he)。根據泵(beng)組大出(chū)水量、單(dan)台泵大(da)出水量(liàng)、設🧡定流(liú)量的差(cha)值關系(xi)确定需(xu)要變頻(pín)調節的(de)泵，同時(shi)由于變(bian)頻輸出(chu)與泵轉(zhuǎn)速之間(jian)爲線性(xìng)對應，确(que)定變頻(pín)輸出的(de)數值。至(zhì)此，爲流(liu)量點的(de)調節制(zhi)定了初(chu)步泵組(zu)控制方(fang)案。
　　值得(de)注意的(de)是,泵組(zu)的實際(jì)出水量(liàng)與其理(lǐ)論值之(zhī)🔞間存在(zài)差異，所(suǒ)以應将(jiāng)這種差(chà)異代入(rù)其流量(liang)特性的(de)修正中(zhōng)，實際操(cao)作時應(yīng)⚽根據其(qí)實際特(te)性調整(zhěng)泵🤟組初(chū)步👨‍❤️‍👨控制(zhì)。

2.閥(fa)門組的(de)調節
　　流(liu)量調節(jie)中另外(wai)的重要(yào)一節是(shi)對調節(jiē)閥組的(de)調節，即(jí)通過對(dui)📱管道特(tè)性的改(gai)變實現(xian)流量改(gai)變的目(mu)的。爲實(shí)現調節(jiē)閥全程(cheng)範圍内(nèi)的平穩(wěn)和可調(diào)性，選擇(zé)等百分(fèn)比調節(jiē)閥。圖2爲(wei)等百🌈分(fen)比調節(jiē)閥的理(li)想特性(xìng)曲線，即(ji)兩端壓(yā)差不變(biàn)的情況(kuang)下的特(te)性曲線(xian)。在實際(ji)應用中(zhōng)并不存(cun)在理想(xiang)情況，所(suǒ)以需要(yào)對此曲(qǔ)線作出(chu)修正，但(dan)其總體(tǐ)走向🔴不(bú)變。

　　實際應(yīng)用中爲(wei)節省成(chéng)本多使(shi)用标準(zhun)表組（如(ru)實驗對(dui)象），每台(tái)🛀🏻标準表(biao)後安裝(zhuāng)獨立調(diào)節閥用(yong)于流量(liang)調節，由(yóu)此形成(chéng)應用中(zhong)的調節(jie)閥組調(diao)節。在多(duō)調節閥(fa)的調節(jiē)中，每台(tai)調節閥(fa)開度的(de)改變都(dōu)會引起(qǐ)上下遊(yóu)壓力及(jí)各管線(xian)流量的(de)變化，各(ge)管線流(liu)量的分(fèn)配理論(lùn)上與其(qí)管徑成(chéng)正比，但(dàn)由于不(bu)同口徑(jing)調節閥(fá)🙇🏻及管線(xian)鋪設所(suo)❓産生的(de)局部壓(yā)🔅力損失(shī)不同，各(ge)管線實(shi)際流量(liàng)分配與(yu)理論值(zhí)存在出(chū)入，需要(yào)在調節(jie)閥開度(dù)算法内(nèi)調整這(zhe)種差異(yì)。
3.過程數(shu)據的處(chù)理及分(fèn)配
（1）調節(jiē)參數的(de)分配及(jí)調整
　　單(dan)一的泵(beng)組或調(diao)節閥組(zǔ)的調節(jie)并不能(neng)快速、正(zheng)确地達(da)到預設(shè)流量，需(xū)要合理(li)分配兩(liǎng)項調節(jiē)的權重(zhòng)，進行組(zǔ)合調節(jiē)。系統将(jiāng)實際流(liu)量與設(shè)定流量(liang)的偏差(chà)範圍分(fen)爲3級，其(qi)範圍依(yi)次縮小(xiao)，各範圍(wéi)随系統(tǒng)運行狀(zhuàng)況自動(dong)調整，其(qi)🐉初值建(jian)議取10%、5%、1%。
　　這(zhè)一過程(chéng)中，調節(jie)閥、泵的(de)選擇和(hé)調整遵(zun)循3個小(xiao)原則，即(ji)設備增(zēng)減數量(liang)小，設備(bei)調節量(liàng)小，流量(liang)波動小(xiao)。
（2）流量穩(wěn)定性的(de)判定
　　對(duì)大部分(fen)被檢表(biao)而言，實(shi)際流量(liàng)與設定(ding)流量之(zhī)間的偏(pian)差進入(rù)5%範圍内(nei)即可符(fu)合規程(cheng)要求，系(xì)統将此(cǐ)範圍默(mò)認爲1%（可(ke)動态調(diao)整🐆），能夠(gou)更加貼(tiē)近用戶(hu)的實際(ji)需求🤟。流(liú)量進入(rù)這一範(fan)圍（即第(di)3級調整(zheng)範圍）後(hòu)，計算一(yī)段時間(jiān)内所采(cǎi)👄集的流(liu)量點的(de)方差，判(pàn)斷其穩(wěn)🌍定狀态(tai)。
（3）調節死(sǐ)區的處(chù)理
　　在實(shí)際流量(liàng)的調節(jiē)過程中(zhōng)存在一(yi)定數量(liàng)的死區(qu)，這是由(you)調節機(ji)構本身(shen)性能及(ji)檢定設(she)備整體(ti)結構所(suǒ)引起的(de)不可🏃🏻‍♂️控(kong)因素。正(zheng)确應對(duì)死區可(ke)以提高(gāo)流量調(diao)整💚速度(dù)，同時避(bì)免邏輯(ji)判斷進(jin)入死循(xun)環而導(dao)🐅緻程序(xu)崩💚潰。對(dui)于調節(jie)中的死(si)區可通(tōng)過🌍調整(zheng)控制權(quán)重和提(ti)高容錯(cuò)機制處(chu)理，在第(dì)一級⛱️流(liú)量範圍(wei)内🧑🏾‍🤝‍🧑🏼首選(xuan)調整控(kòng)制權重(zhòng)，後兩級(jí)尤其是(shi)第3級範(fàn)圍内應(ying)以提高(gāo)容錯機(ji)制爲主(zhu)。
4.參數的(de)學習、分(fèn)析和整(zhěng)合
　　參數(shu)的自學(xué)習、自調(diào)整是基(jī)于人工(gōng)神經網(wang)絡控制(zhi)（ANNs）的一種(zhong)控制方(fang)式，并行(háng)、容錯、自(zi)我學習(xí)是其與(yǔ)傳統控(kòng)制方法(fa)的主要(yao)區别，如(ru)圖3所示(shi)。系統隻(zhi)設置基(jī)本的控(kong)制總則(ze)，在基本(běn)規則的(de)框🆚架内(nei)，系統通(tōng)過在運(yùn)行中不(bú)斷地采(cai)集、分析(xī)過程數(shù)據和行(hang)爲，對其(qi)初的控(kòng)制參數(shu)進行分(fen)類、優化(hua)🥰。除必要(yào)算法和(he)模型外(wai)，在流量(liang)調節中(zhong)不使用(yong)固定算(suan)法🙇‍♀️，而是(shì)将采集(ji)、處理過(guo)的過程(chéng)數據和(he)設備行(háng)爲作爲(wei)獨立單(dān)元存儲(chu)。通過試(shi)♋運行階(jiē)段的磨(mó)合，積累(lèi)大量的(de)數據單(dān)元，在正(zhèng)式使用(yong)時，通過(guo)對現場(chǎng)數據和(he)行爲的(de)分析，選(xuan)取佳的(de)單元組(zǔ)合，同時(shí)記錄經(jing)調整後(hòu)的過程(chéng)數據，選(xuan)擇增🌏加(jiā)或更新(xīn)數據、行(hang)爲單元(yuan)。在運行(hang)一段時(shi)間後，控(kong)制🏃🏻系統(tǒng)與設備(bèi)間将達(dá)到契🏃‍♀️合(he)度，并且(qie)由于其(qí)關鍵參(can)數一直(zhí)處于持(chi)續的優(you)化調整(zhěng)中，所以(yi)其控制(zhi)性能并(bing)不會因(yin)設備性(xìng)能、狀态(tài)的改變(bian)而下降(jiàng)。同時由(you)于系統(tong)采用可(ke)調整的(de)容錯機(ji)制，能夠(gou)有效避(bì)免由于(yu)設備🛀性(xing)能所引(yin)起的控(kong)制死區(qū)、系統崩(bēng)潰現象(xiang)。

5.檢(jian)定流程(chéng)的自動(dong)化控制(zhi)和調整(zheng)
　　除必要(yao)的儀表(biǎo)基本信(xin)息和系(xi)統不能(neng)夠直接(jiē)采集的(de)環境👈信(xin)息外，檢(jian)定過程(cheng)所需涉(she)及的過(guo)程參數(shu)、流程控(kòng)制、數據(jù)處理、設(shè)💰備保護(hù)均應作(zuò)自動化(hua)處理，使(shǐ)🥵系統能(néng)📱夠在無(wu)人狀态(tài)下自動(dong)完成。
　　針(zhēn)對具體(ti)的檢定(ding)需求，系(xì)統需根(gēn)據用戶(hu)所選擇(zé)的檢🥰定(dìng)方法和(hé)被檢表(biǎo)種類、精(jing)度、信号(hào)等自動(dong)調整檢(jiǎn)定方🔴案(an)和自動(dong)檢定流(liú)程。以采(cai)用靜态(tài)質量法(fǎ)的脈沖(chong)類電磁(ci)流量計(jì)爲例，其(qi)檢定❓流(liu)程如☂️圖(tu)4所示。
　　檢(jiǎn)定流程(cheng)中所涉(she)及的大(dà)部分功(gōng)能都以(yǐ)模塊化(huà)方㊙️式✏️設(shè)計，可⛷️以(yǐ)根據實(shí)際需求(qiu)選擇是(shi)否開啓(qi)，以增加(jia)系統的(de)靈活度(du)。比如在(zài)一般檢(jian)定中，爲(wèi)得到更(gèng)好的檢(jiǎn)定數據(ju)，可選擇(zé)剔除粗(cu)大誤差(chà)，或對⭕産(chǎn)生粗大(dà)誤差的(de)點重新(xin)檢定。但(dan)在整體(ti)裝置穩(wen)定性評(píng)定時，需(xū)要連續(xù)10次測量(liàng)數據，爲(wei)反映設(shè)備真實(shí)性能，可(ke)不選擇(zé)剔除。

　　此(cǐ)外，檢定(dìng)自動化(hua)并非不(bu)允許人(ren)爲操作(zuo)，系統在(zài)設計上(shang)🌈具備手(shou)/自動兩(liang)種模式(shì)，手動模(mo)式的存(cún)在有利(lì)于實驗(yàn)性⛹🏻‍♀️項目(mu)的開展(zhan)。
6.測量模(mó)型的建(jiàn)立
　　作爲(wèi)流量計(ji)檢定領(lǐng)域的行(hang)業軟件(jiàn)，系統對(duì)被檢表(biǎo)的誤🏃🏻‍♂️差(cha)、重📐複性(xing)、精度等(deng)數據的(de)計算和(hé)判定都(dou)需要遵(zūn)循現行(háng)國家計(jì)量檢定(dìng)🐉規程。其(qí)測量模(mo)型的建(jian)立🚶‍♀️應嚴(yan)格遵循(xún)施行中(zhong)的計量(liang)檢☂️定規(guī)程，同時(shi)考慮到(dào)規程的(de)不定期(qī)更新，更(gèng)需預留(liú)更新接(jie)口🙇🏻。所以(yǐ)測量⭐模(mó)型的建(jiàn)立❗應以(yi)規程号(hào)爲分類(lèi)依據獨(du)立編寫(xiě)（雖然很(hěn)多隸屬(shu)不同規(guī)程的流(liu)量🔱計其(qi)計算模(mó)型☀️是相(xiàng)同的）。
7.突(tū)發狀況(kuang)的預判(pàn)及處理(li)
　　系統需(xū)要考慮(lǜ)在檢定(ding)過程中(zhōng)可能出(chu)現的突(tu)發情況(kuang)🙇🏻，如采用(yong)靜🌈态質(zhì)量法時(shi)的溢水(shui)、開關閥(fá)門失靈(líng)等情況(kuàng)。對此💛需(xū)要實時(shí)♍處理過(guo)程中的(de)數據，預(yu)判可能(néng)發生的(de)🐉危險，并(bing)及時作(zuo)✉️出調整(zhěng)。對于來(lái)不及調(diao)整或已(yǐ)經發生(shēng)的突發(fā)狀況，需(xū)要啓動(dòng)緊急措(cuo)施，避免(mian)或🚶減少(shao)由此而(ér)産生的(de)不良❗後(hou)果。
　　以質(zhi)量法時(shí)的防溢(yì)出爲例(lì)，當實際(jì)流量、設(shè)定檢定(dìng)時間、稱(chēng)重罐允(yun)許容積(ji)配比不(bu)當時（即(ji)Q×t＞V），将出現(xian)罐内水(shui)溢出情(qing)況。爲避(bì)免這一(yi)情況的(de)發生，系(xì)統實時(shi)監視流(liú)量的瞬(shun)時✨波動(dong)和一段(duan)時間内(nèi)的平均(jun1)值，參考(kao)設定時(shi)間提前(qián)估算出(chū)檢定時(shí)間内的(de)總流量(liang)範圍🥰，當(dang)其風險(xian)比例超(chao)出允許(xu)範圍後(hou)，将根據(ju)具體情(qíng)況❤️選擇(zé)縮短時(shi)間，暫停(ting)檢定，調(diao)整流量(liàng)等不同(tong)的💃🏻應對(duì)⭕措施。預(yù)判🔅應對(dui)能夠消(xiao)除絕大(dà)部分的(de)危險因(yīn)素。如果(guo)由于外(wài)在原因(yīn)預判失(shī)敗，将進(jin)入緊🔴急(jí)應對模(mo)式，此時(shí)應及時(shi)開通旁(páng)路和洩(xie)水通路(lu)，消除或(huò)減少由(you)❓此引起(qǐ)的不良(liang)後果。緊(jin)急應對(duì)模式解(jiě)決問題(tí)後需㊙️要(yào)自動回(huí)複正常(chang)狀态，同(tóng)時将此(ci)次處理(lǐ)操作記(ji)錄在案(àn)。
二、結束(shù)語
　　液體(ti)流量計(jì)檢定系(xì)統的全(quan)自動化(hua)能有效(xiao)降低使(shǐ)🛀用者的(de)管理和(hé)人力成(chéng)本，減少(shao)檢定工(gōng)作中由(yóu)于人爲(wèi)因素而(er)🔞增加的(de)不确定(ding)因素，有(you)利于檢(jian)定工作(zuò)的高效(xiao)、公正。但(dan)也💃應注(zhù)意到，全(quán)自動系(xì)統對檢(jian)定設備(bèi)的硬件(jiàn)要求相(xiàng)對較高(gāo)，需要配(pei)💋備相應(yīng)的信号(hào)回饋機(ji)構和較(jiào)高性能(néng)的調節(jie)機構才(cai)能保☔證(zhèng)其高效(xiao)穩定的(de)工作。在(zai)成本與(yǔ)性能之(zhi)間🧡如何(he)平衡也(yě)是需要(yào)我們進(jin)一步研(yán)究的問(wèn)題。

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