智能泥（ní）漿（jiāng）水流量計在自動配（pèi）料係統中應用的結果分析

在自動配料係統中，目前應用較（jiào）多（duō）流量計就是智能（néng）泥漿水流（liú）量計（jì）和渦輪流量計（jì），智能泥（ní）漿水流量計因為測量管體（tǐ）中無阻流件，更（gèng）加適合於流體（tǐ）介的自動定量配料。據本公司的客戶案例（lì）統計（jì），渦輪（lún）流量計用於半自動化的定量控製（zhì）中更（gèng）多一點。本文探計的是智能泥漿水流量（liàng）計在自動化配料控製係統中（zhōng）的應用。液體介質的原料的運輸傳送以及供給計量通常（cháng）都需要在生產過程（chéng）中安裝智能泥漿水流（liú）量計以實現精（jīng）確計量和控製的目的（de）。如何實現自動（dòng）化配料供給的功能，*先需要通過高清電（diàn）影標定智能泥漿水流量計的測量精度（dù），再通（tōng）過大量的的試驗數據的統計（jì）得到（dào）一個較為理想的線性關係，同進找出電機頻率與流量之間的波動聯係，以此建立一個數據關係模型。再利用動態模糊控製作為（wéi）其核（hé）心控製算法，準確地控製液態原料的供給。
智能泥（ní）漿水流量計是根據法拉*電磁感應定律製成，用來測量導電液體體積流量的儀（yí）表。目前已廣（guǎng）泛地被應用於工業過程?中各（gè）種導電液體的流量測量，如（rú）各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質；各種漿液流量測量，形成了獨特的應用領域。在自動配料係統中，通（tōng）過控製電機運行頻率來（lái）控製流（liú）量的大小。其應用（yòng）的準確度（dù）對企業產品的質量、原料的消耗以及經濟效益等有直接的影響。智能泥漿水流量計作為液態（tài）原料的計（jì）量裝置，隨著微電子技術的發（fā）展而（ér）不斷提高其計量準確度和應用範圍。而流量計計量是*其複雜的動態計量，其準確度會受很多因素影響（xiǎng），如：流（liú）體的導電性、非軸對稱（chēng）、電*襯裏附著物的影響、電機運行的穩定性、智能泥漿水（shuǐ）流量計安裝的位置、勵磁的技術、信號線的長度以及外界幹擾等。
智能泥漿水流量計在調試期間常會遇到一些故障，如顯示波動、精度下降、儀表損壞等，一經排除，以後相（xiàng）同條件下不會再出現。究其原因主要有（yǒu）儀表本身元器件損壞引起故障、有選用不當、安裝不妥、環境條件、流體特性等因（yīn）素（sù）造成故（gù）障；在正常運行（háng）期間若出現故障（zhàng），則一般由流量傳感（gǎn）器內壁附著層、雷電打擊（jī）以及環境條件變化等因素引起。日常工作（zuò）中時刻注意這些故障，並很（hěn）好地加以（yǐ）排除解決，智能（néng）泥漿（jiāng）水流（liú）量計就能夠發揮它應有的作用。本文在智能泥漿水流量計正常工作的（de）基礎上，利用其與工控機、變頻器及電機（jī）組成自動控製係統，以模糊控製作為（wéi）其核心控製算法來研究電機頻率（lǜ）變化時對應流量的變（biàn）化關係，以達到（dào）提高準確控製流量的（de）目的。
2 智能泥漿水流量計的靜態（tài）標定
智（zhì）能泥漿水流量計在（zài）出廠時經過檢定（dìng），在實（shí）際運行中實時流量能同步的顯示在其表頭上，但在自動供料係統中我們需要在工控機上（shàng）也實時顯示其流量，並以此進行調控，這就需要我（wǒ）們把智能泥漿水流量（liàng）計本身的流量信息及時地傳送到工控機上。而智能泥漿（jiāng）水流量（liàng）計的輸出（chū）信（xìn）號為4—20 mA的（de）電流信號，工控機的采集卡（kǎ）隻（zhī）能檢測0—10 V的電壓信號，故在智能泥漿水流量計的信號輸出端串接一個小於500 Q的電阻用以將電流信號轉換成電壓信號¨1供采集卡采集。表1為（wéi）智能泥漿水流量計信號輸出端（duān）串接（jiē）一個200 Q電阻（zǔ）後，智能（néng）泥漿（jiāng）水流量計在電機運行於不同頻率時其本身測量的流量值和采集卡所采集的數值。由表（biǎo）1可知（zhī）。智能泥漿水流量計的波動與采集卡所采集的數值有較好的一致性，滿足實際使用需求。

表1 智能泥漿水流量計的波動與采集（jí）卡（kǎ）所采集的數值（zhí）
3智能泥漿水流（liú）量計在自動配料係統中的應用
3．1 智（zhì）能泥漿水流量計在自動配料係統中的作用
在自動配料係統中，液態原料的供給（gěi）同樣是按配（pèi）方的比例（lì）進行。我們希望在（zài）整個生產過程中流量都按一（yī）個常量進行供給，而（ér）實際中即使電機固（gù）定在（zài）某個固定頻率，其流量依然不是一個常量，如（rú）圖l中記錄的為固定頻率下智能泥漿（jiāng）水流（liú）量計的測量（liàng）值。如果人為的進行幹預，其滯後性及（jí）精（jīng）確度都得不到（dào）保證，這勢必影響產品的質量（liàng）與生產（chǎn）的效率。而（ér）采用工控機根據智能泥漿水流量計的實際流量進行實時的監控與調節，能讓流量穩定在很小的範圍內，這無疑大（dà）大提高了自動供料係統的精度（dù）與效率㈨。
圖1 固定頻率下智能泥漿水流量計的（de）流量值

3．2流量的自動控製及模（mó）糊控製思想（xiǎng）
電（diàn）磁流鼉計實時地測量（liàng）生產（chǎn）過程中的（de）液態原料供給，工控機根據其提供的信號對變頻（pín）器的頻率進行調整從（cóng）而實現（xiàn）流量的調節。流量的自動控製不僅要達到規定時間內總量的（de）供給，更（gèng）重要的是要保證生產過（guò）程（chéng）中瞬時流量的配比（bǐ）需求。在生產過程中，智能泥漿水（shuǐ）流量計計量（liàng）的流量如圖2所示。
圖2智能泥漿水流量（liàng）計（jì）計量的流量

在工作時間r內我們期望智（zhì）能泥漿水流量（liàng）計測量的信號Y(t)為一常量，這也是生產過（guò）程配方比例（lì）中（zhōng）所期望的（de），而由（yóu）圖1中我（wǒ）們知道Y(t)受各（gè）種因素的影響（xiǎng）而不停的（de）波動。在（zài）工作時間內對Y(t)積分可得到流量的累積￡：


實際生產中（zhōng）流量一直在某個區域內波動，且其動態特性不易掌握。從上麵的理論中我們（men）能夠讓誤差△￡盡可（kě）能的小，這樣距我們所需要的理論值％就越（yuè）接（jiē）近（jìn）。而減小誤差（chà）需要我們把n取的（de）盡可能大，也就是在生產時間內（nèi）劃分更多的周（zhōu）期（qī）去調節流量。當工控機（jī）根據智能（néng）泥漿水（shuǐ）流量計傳送（sòng）回來的信號發出（chū）調節變頻器工作頻率的指令後，電機調整功率到智能泥漿水流量計的實際測量為一個工作周期，我們知道從指令發（fā）送到實際（jì）測量值返回有一個較大的滯後，如果調節的周期時間小於流（liú）量計本身的一（yī）個工作（zuò）周期，那麽顯然不可（kě）能達到減小誤差的目的。利用模糊控製思想H。，在控製程序中我們把流量的（de）波動區域劃分為±缸×Yo，Yo-t-O．3，Yo±0．5四個區域，其中缸為可調節的誤差範圍，生產中我們取0．015，流量區域劃分的單位均為t／h。針對不同的區域采取不同的調整方案。具體流程如圖3所示。圖中變量（liàng）Rel表示實際測量的流量，變量Idea表示理論流量。

4試（shì）驗結果（guǒ）分析
模糊控製對數學模型難以獲取、動態特性不易掌握等控製對像有較理想的控製效（xiào）果，在其模（mó）糊法則和決策中幹擾和參數變化對控製效果的影響被大大減弱。智能泥漿水流量計（jì）信號在進入工控之前采用均值（zhí）濾波以及中（zhōng）值濾波（bō）後才（cái）交給控製算法處理，盡量降低幹擾帶來的（de）波動（dòng）。采取不（bú）同的調節周期對實時的（de）控製也很大（dà），周期（qī）太短對流量的調節太頻繁，這樣（yàng）容易導致流量的波動劇烈，若調節周期過長則容易導致（zhì）累（lèi）積誤差大。經過反複實驗*後我們采取以周期為10 s，以上麵劃（huá）分的四個區域來減小流量波動帶來的誤差，其中當流量波動超過0．5 t／h時，采取周期為20 s、頻率（lǜ）4-1 Hz的調節方法，這樣能夠更（gèng）好避整個生（shēng）產過程中其誤差控製在0．15％以內。如圖4所示為（wéi）采取（qǔ）周（zhōu）期為10 S的調節，在（zài）波動較大時采用20 S的調節；圖5所示為取周期為5 s的（de）調節，在波動較大時采用10 s的調節。

模糊控（kòng）製的基本思（sī）想是利用計算機來實現人的控製經驗，任何工業過程都比較（jiào）容易得到其定性認識，而由（yóu）此出發（fā）就比較容易建立語言控製規則。在自動配料係統中我（wǒ）們應用其對智能泥漿水流量計的控製雖然取得了較理想的結果，不（bú）僅在工作時間內以總量的控製準確同時保證了在生產過程中按產品配方比例的控製。但（dàn）如何獲得模糊規則及隸屬（shǔ）函數（shù），這在（zài）目前完全憑（píng）經（jīng）驗來進行，以及如何保證模糊係統（tǒng）的穩定性這些都是需要（yào）我們繼續研究並且提高。

上一篇：各種（zhǒng）易粘易堵強（qiáng）腐蝕性液體對管道消防水流量計（jì）精度的影響

下一篇：水庫引水工程中超（chāo）大口徑排汙管流量計（jì）的安裝（zhuāng）與運行