稀硝酸專用流量（liàng）計在自動配（pèi）料係統中應用的結果（guǒ）分析

在自動配料係統（tǒng）中（zhōng），目前應用（yòng）較多（duō）流量計就是稀硝酸專用流量計（jì）和渦輪流量計，稀硝酸專用流量計因為測（cè）量管體中無阻（zǔ）流（liú）件（jiàn），更加適合於流體介的自（zì）動定量配料。據本（běn）公司的（de）客戶案例（lì）統計（jì），渦輪流量計（jì）用於（yú）半自動化的定量控製中更多（duō）一點。本文探計的是稀硝酸專（zhuān）用流量計在自動化配料控製係統（tǒng）中（zhōng）的應用。液體（tǐ）介質的原料的運輸（shū）傳送以及供給計量通常都需要在生產過（guò）程中安裝稀硝酸專（zhuān）用流量計以實現精確計（jì）量和（hé）控製的目的。如何實現自動化配料供給的功能，*先（xiān）需要通過（guò）高（gāo）清電影標定稀硝酸專用流量計的測量（liàng）精度，再通過大量的的試驗數（shù）據的（de）統計得到一個較為（wéi）理想的線性（xìng）關係，同進找出電機頻（pín）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（zuò）為其核心控製算法，準確地控製液態原料的（de）供給。
稀硝酸專用（yòng）流量計是根據法拉*電磁感應定律製成（chéng），用來測量導電液體體積流量的（de）儀表。目前已廣泛地被應用於工業過程?中各種導電（diàn）液體的流量測（cè）量，如各種酸、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，通過控製電機運行頻率來控製（zhì）流量的大（dà）小。其應用的準確度對企業產品的質量、原料的消耗以及經濟效益等有直接的影響。稀硝酸專用流量計作（zuò）為液態原料的計量裝置，隨著微電子技術的發展（zhǎn）而不斷提高其計量準確（què）度和應用範圍。而流量計計量是*其複雜（zá）的動態（tài）計量，其準確度會受很多因素影響，如：流（liú）體的導電性、非軸（zhóu）對稱、電*襯裏附著物的（de）影響、電機運行的穩定性、稀硝酸專用流量計安裝的位置、勵磁的技術、信號（hào）線的長度以及外界幹擾等。
稀硝酸專用流（liú）量計在調試期間常會遇到一些故障，如顯示（shì）波動、精度下降、儀表損壞等，一經排除，以後相同條件下不會再出現。究（jiū）其（qí）原因主要有儀表本（běn）身元器件損（sǔn）壞引起故障、有選用不當、安裝不妥、環境條件、流體（tǐ）特性等因素造成故障；在正常運行期間若出（chū）現故障，則一般由流量傳感器內壁（bì）附著層、雷電打擊（jī）以及環境條件變化等因素（sù）引起。日常（cháng）工作中時刻注意這些故障（zhàng），並很好地（dì）加以排（pái）除解（jiě）決，稀硝酸專用（yòng）流量（liàng）計（jì）就能夠（gòu）發揮它應有（yǒu）的作用。本文（wén）在稀硝酸專（zhuān）用流量計正常工作的（de）基礎上，利用其與工控機（jī）、變頻器及電機組成自動控製係（xì）統，以模糊（hú）控製作為其核心控製算法來研究電機頻率變化時對應流量的變化關係，以達到（dào）提高準確控製流量的目的。
2 稀硝酸專用流（liú）量計的靜態標定
稀硝酸專用流量計在出廠時經過檢（jiǎn）定，在（zài）實際運行中實時流量能（néng）同步（bù）的顯示（shì）在其表頭上（shàng），但在自動（dòng）供（gòng）料係統中我們（men）需要在工控機（jī）上也實時顯示其流量，並以此進行調控，這就需要我們把稀硝酸專用流量計本身的流量信息及時地傳送到工控機上。而稀硝酸專用流量計（jì）的輸出信號為4—20 mA的電流信號，工控機的（de）采集卡（kǎ）隻（zhī）能（néng）檢測0—10 V的電（diàn）壓信（xìn）號，故在稀硝酸專用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為稀硝酸專用流量計信號（hào）輸出端串接一個200 Q電阻後，稀硝酸專用流量計在電機運（yùn）行於不同（tóng）頻率時其本身測量的流量值和采集卡（kǎ）所采（cǎi）集的數值（zhí）。由表1可知。稀硝酸專用流量計的（de）波動與采集卡所采集的（de）數值（zhí）有（yǒu）較好的一致性，滿足實際使用需求。

表1 稀硝酸專（zhuān）用流量計的波（bō）動與（yǔ）采集卡所采集的數值
3稀硝酸專用流量計在自動配料係統中的應用
3．1 稀硝酸專用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（gòng）給同樣是按配方的比例進行（háng）。我們希望在整個生產過程中流量都按一個常量進行供給，而實際中即使電機固定在某個固定頻率，其流量依然不是一個常量（liàng），如圖l中記錄的為固定頻率下稀硝酸專用（yòng）流（liú）量計的測量值。如果人為的進行（háng）幹預，其滯（zhì）後性及精確度都得不到保證，這勢必影響（xiǎng）產（chǎn）品的質量與生產的效率（lǜ）。而采用（yòng）工（gōng）控機根（gēn）據（jù）稀硝酸（suān）專用流量計的（de）實（shí）際流量進（jìn）行實時的監（jiān）控與調節，能讓流量穩定（dìng）在很小的範圍（wéi）內，這無疑大大提高了自動供料係統的精度與效率㈨。
圖1 固定（dìng）頻率下稀硝酸專用流量計的流量值

3．2流量的自動控製及模糊控製思想
電磁（cí）流鼉（tuó）計實時地測量（liàng）生產過程中的（de）液態原料供給，工控（kòng）機（jī）根據其提供的信號（hào）對（duì）變頻器的頻率進行調整從而實現流量的調節。流量的自動控製不僅要達到規定（dìng）時間（jiān）內總量的供給，更重要的是要保證生產過程（chéng）中瞬時流量的配比需求。在生產過程中，稀硝（xiāo）酸專用流量（liàng）計計量的流量如圖2所示。
圖2稀硝酸專（zhuān）用流量計計量的流量（liàng）

在工作時間（jiān）r內我們期望稀硝酸專用流量計測量的信號Y(t)為一常量，這（zhè）也是生產過程配方比例中（zhōng）所期（qī）望的，而由圖1中我們知道（dào）Y(t)受各種因（yīn）素（sù）的影響而（ér）不停的波（bō）動。在工（gōng）作時間內對Y(t)積（jī）分可得到流量的累積￡：


實際生產中（zhōng）流量一（yī）直在（zài）某個區（qū）域內波動，且其動態特性不易掌握。從上麵（miàn）的理論中我們能夠讓誤差△￡盡可能的小，這樣距我們所需要的理論值（zhí）％就越接近。而減小誤差需要我們把n取的盡可能大，也就是在生產時間內劃分更多的周期去調節流量。當（dāng）工控機根據（jù）稀硝酸專用流量計傳送回來（lái）的信號發出調節變頻器工作頻（pín）率的指令後，電機調整功率到稀硝酸專用流（liú）量計的實際測量為（wéi）一（yī）個工作（zuò）周期，我們知道從指（zhǐ）令發送到實際測量值返回（huí）有一個較大（dà）的滯後，如果調節的周期（qī）時間小於流（liú）量計本身（shēn）的一個工作周期，那麽顯然不可能達到減小（xiǎo）誤差的目的。利用模糊（hú）控製思想H。，在控製程序中我（wǒ）們把流量的波動區域（yù）劃分為（wéi）±缸×Yo，Yo-t-O．3，Yo±0．5四個區域，其中缸為可調節的誤（wù）差範圍，生產中我們（men）取0．015，流量區域劃分的單位均為t／h。針對不同的區（qū）域采取不同的調整方（fāng）案。具體流程如圖3所示。圖中變量Rel表示（shì）實際測量（liàng）的流量，變量Idea表（biǎo）示理論流量。

4試驗結果分析
模糊控製對數學模型（xíng）難以獲取、動態特性不易掌握等（děng）控製對像有（yǒu）較理想的控製效果（guǒ），在其模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。稀硝酸專用流量（liàng）計信號在進入工控之前采用均值濾波以及中值濾波後才交給控製算法處理，盡量（liàng）降低幹擾帶來的（de）波動。采取不同的調節周期（qī）對實時的控製也很（hěn）大，周期太短對流量的調節太頻繁，這樣（yàng）容易導致流量的波動劇（jù）烈，若調節周期過長則容易導致累積誤差大。經過反（fǎn）複實驗*後我們采取以（yǐ）周期為10 s，以上麵劃分的四個區域來減（jiǎn）小流（liú）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（de）調節方法，這（zhè）樣能夠（gòu）更好（hǎo）避整個生產過程中其誤差控製（zhì）在0．15％以內。如圖4所示為采取周期為10 S的調（diào）節，在波動較大時采用20 S的（de）調節；圖（tú）5所示（shì）為取周期為5 s的調節，在波動較大時采用（yòng）10 s的調節。

模糊控製的基本思想是利用（yòng）計算機來實現人的控製經驗（yàn），任（rèn）何工業過程都比較容易得到其定性認識，而由此出發就比較容易建立語言（yán）控製規則。在自動配（pèi）料係統中我（wǒ）們應（yīng）用其（qí）對稀硝酸專用（yòng）流量計的控製雖然取得了較理想的結果，不僅在工作時間內（nèi）以總量（liàng）的控製準確同（tóng）時保證（zhèng）了在生產過程中按產（chǎn）品配（pèi）方比例的控製。但如何（hé）獲得模糊規則及隸屬函數（shù），這在目前完全憑經（jīng）驗來進行，以及如何保證模糊係統的穩（wěn）定（dìng）性這些都是需要我們繼（jì）續研究並且提高。

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