淺析工業汙水印染廢水流量計在自動配料控製係統中的應用

1、引言
在自（zì）動（dòng）配料係統中，目前應用較多流量（liàng）計就是工業汙水印染廢水流量計和渦輪流（liú）量（liàng）計，工業汙水印染廢水流量計因為測量管體中無阻流件（jiàn），更（gèng）加適合於（yú）流體（tǐ）介的自（zì）動定量配料（liào）。據本公司的客戶案例統計，渦輪流量計（jì）用於半自動化（huà）的定（dìng）量控製中更（gèng）多一（yī）點。本文探計的（de）是工業汙水印染廢水流量計在自動化配料控製係統中的應用。液體介質的原料的運輸傳送以及（jí）供給計（jì）量通常都需要在生產過程中安裝工業汙水印染廢水流量計以（yǐ）實現精確計量和控（kòng）製的目的。如何實現自動化（huà）配料供給的功能，*先需要通過高清電影（yǐng）標定工業汙水印染廢水流量計的（de）測量精度，再通過大（dà）量的的試驗數據的統計得到一個較為理想的線性（xìng）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（zuò）為其核心控製算法（fǎ），準確地控（kòng）製液態原料的供給。
工業汙（wū）水印（yìn）染廢水流量計是根據法（fǎ）拉*電磁感應定律製成，用來測量導電液體體積流量（liàng）的儀表。目（mù）前（qián）已廣泛（fàn）地被應用於工業過程?中各種導電液體的（de）流量測量，如各種酸（suān）、堿、鹽等腐蝕性介質；各種漿（jiāng）液流量測量（liàng），形成了獨特的應用領（lǐng）域。在自動（dòng）配料係統中（zhōng），通過控製電機運行頻率來控製流量的大小。其應用（yòng）的（de）準確度對企業產品的質量、原料的消耗以及經濟效（xiào）益等有直接的影（yǐng）響。工業汙水印染廢（fèi）水流量計（jì）作為（wéi）液態原料（liào）的計量裝置，隨著微電子（zǐ）技（jì）術的發展而不斷提高其計量準確度和應用（yòng）範圍。而流量計計量是*其複雜的動態計量（liàng），其準確度會受很（hěn）多因素影響，如：流體的導電性、非軸對稱、電*襯裏附著物的影響、電機運行的穩定性、工（gōng）業汙水印染（rǎn）廢水流量計安裝的位置、勵磁的技術、信號線的長度以及外界幹擾等（děng）。
工業（yè）汙水印染廢（fèi）水（shuǐ）流量計在調試期間常會遇到一些故障，如顯示波動、精度（dù）下降、儀表損壞等，一經排除，以後相同條件下不會再（zài）出現。究其原因主要有儀表本身元器件（jiàn）損壞引起故障、有（yǒu）選用不當、安裝不妥、環境（jìng）條件（jiàn）、流體特性等因素造成故障；在（zài）正常運行期間若出（chū）現故障，則一般由流量（liàng）傳感器內壁（bì）附著層、雷電打（dǎ）擊以及環境（jìng）條件變化等因素引起。日常工作中時刻注意這些故障，並很好地加以排除解（jiě）決，工業汙（wū）水印染廢水流量計就能（néng）夠發揮它應有的作（zuò）用。本文在工業汙水印染廢（fèi）水流（liú）量計正常工作（zuò）的基礎上，利（lì）用其與工（gōng）控機、變頻器及電（diàn）機組成自（zì）動控製係統，以模糊控製作（zuò）為（wéi）其（qí）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，以達到提高準確控製流量的目的。
2、工業汙水印染廢水流量計的靜態標（biāo）定
工業汙水印染廢水流量計在（zài）出廠（chǎng）時經過檢定，在實（shí）際運行中實時流量能（néng）同步的顯示在其表頭上，但在自動供料係統中我們需（xū）要（yào）在工（gōng）控機上（shàng）也（yě）實時顯示其流量，並（bìng）以此進行調（diào）控，這就需要我們把工業汙水印染廢水流量計本（běn）身的流量信息及時地傳送（sòng）到（dào）工控機上。而工業汙水印染廢水流（liú）量計（jì）的輸出信（xìn）號為4—20 mA的電流信號，工控（kòng）機（jī）的采集卡隻能檢測0—10 V的電（diàn）壓信號，故在工業汙水印染廢水流量（liàng）計的信號輸出端串接一個小於500 Q的電阻用以（yǐ）將電流信號轉換成電壓信號¨1供采（cǎi）集（jí）卡采集。表1為（wéi）工業汙水印染廢水流量計信（xìn）號輸出端串接一（yī）個200 Q電阻後，工業汙水（shuǐ）印染廢水流量計（jì）在電（diàn）機運行於不同頻（pín）率時其本身（shēn）測量的流量值（zhí）和采集（jí）卡所采集的數值。由（yóu）表1可知。工業汙水（shuǐ）印染廢水流量（liàng）計的波動與采集卡所采集的（de）數值有較好的一致性，滿足實際使用需（xū）求。

3、工業（yè）汙水（shuǐ）印（yìn）染廢水流量計在自動配料係（xì）統中的應用
3．1 工業汙水（shuǐ）印染廢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）同樣是按配方的比例進行。我們（men）希望在整個生產過程（chéng）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，如圖l中（zhōng）記（jì）錄的為（wéi）固定頻率下工業汙水印染廢水流量計的測量值。如果人為（wéi）的進行幹（gàn）預，其滯後性及精確度都得不（bú）到保證，這勢必影響產品的質量與生產的效率。而采用工控機根據工業汙水（shuǐ）印染廢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，這無疑大大提高了自動供料係統的精（jīng）度與效率㈨。

3．2流量的自動控（kòng）製（zhì）及模糊控製思想
電磁流鼉計實時地測量生產過程中的液態原料供給，工控機根據其（qí）提供的信號對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（dá）到規定時間（jiān）內總量（liàng）的供給，更重要的是（shì）要保證生產過程中（zhōng）瞬時流量的配比（bǐ）需求。在生產過程中，工業汙水印染廢水流量計計量的流量如（rú）圖2所示。

在工作時間r內我們期望工業（yè）汙（wū）水印染廢水流量計測量的（de）信號Y(t)為一常（cháng）量，這也是生產過（guò）程配（pèi）方比例中所期望（wàng）的，而由圖1中我們知道Y(t)受各種因素的影響而（ér）不停的波動。在工作時間內對Y(t)積分（fèn）可得到流（liú）量的累積￡：


實際生（shēng）產中流量一直在某個區域內波動，且其動態特性不（bú）易（yì）掌握。從上麵的理論中我們能（néng）夠讓誤差△￡盡可能的小，這樣距我們所需要的理論值％就越接近。而減小誤（wù）差（chà）需要（yào）我們（men）把（bǎ）n取的盡可能大，也就是在生產（chǎn）時間內劃分（fèn）更多的周期去（qù）調節流量。當工控機根據工業汙（wū）水（shuǐ）印染廢水流量（liàng）計傳送回來的信號（hào）發（fā）出調節變頻器工作頻率的指令後（hòu），電機調整功率（lǜ）到工業汙水印染廢水流量計的實際測量為（wéi）一（yī）個工作周期，我們（men）知道從指令（lìng）發（fā）送（sòng）到實際測（cè）量值返回有一個較大的滯後，如果調節的周期時間小於流量計本身的一個工作周期，那麽顯然不可能達到（dào）減小誤差的目的。利用（yòng）模（mó）糊控製思想H。，在（zài）控（kòng）製程序中我們把流量的波動區域劃分為±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（wéi），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（tú）3所示。圖中變量Rel表示（shì）實際（jì）測（cè）量的流量，變量Idea表示（shì）理論流（liú）量。

4、試驗結果分析
模糊控製對數學（xué）模型（xíng）難以獲取、動態特性（xìng）不易掌握等控製對像有較理想的控製效果，在其模糊法則和決策中幹擾和參數變化對（duì）控製效果的影響被大大減弱。工業汙水印染廢水流量計信號在（zài）進入工控之（zhī）前采用（yòng）均值濾波以及中值濾波後才交給控（kòng）製算法處理，盡量（liàng）降低幹擾帶來的波動。采取不同的調節周期對實時的控製也很大，周期太短對流量的調節（jiē）太頻繁，這樣容易導致流量的波動劇烈，若調節周期過長（zhǎng）則容易（yì）導致累積誤差大。經過反複實（shí）驗*後（hòu）我們采取以周期（qī）為10 s，以上麵劃分的四個區域來減小流量波動帶來的誤差，其中當流（liú）量波動超過0．5 t／h時，采取周期為20 s、頻率4-1 Hz的調節（jiē）方法，這樣能夠更好避整個生（shēng）產過程（chéng）中其誤差控製在0．15％以內。如圖4所示為采取周期為10 S的調（diào）節，在（zài）波動較（jiào）大時采用20 S的（de）調（diào）節；圖5所（suǒ）示為取周期（qī）為（wéi）5 s的調節，在波（bō）動較大時采用10 s的調節。

模糊控製的（de）基本思想（xiǎng）是利用計算機來實現人的控製經驗，任何（hé）工業過程都比較容易得到其（qí）定性認識，而由此出發就比較容易建立語言控製規則。在自動配料係統中我們應用其對工業汙（wū）水印染廢水流量（liàng）計（jì）的控製雖然取得了較理想的結果，不僅在工作時間內以總量的控製準（zhǔn）確同時保證了在生產過程中按產品配（pèi）方比例的控製。但如何獲得（dé）模糊規則及隸屬函（hán）數，這（zhè）在目前完全憑經驗來進行，以及（jí）如何保證模糊係統的穩定性這些都（dōu）是需要我們繼續研（yán）究並（bìng）且（qiě）提高。

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