一體化污水流量計在自動(dòng)配料系統中的應用與試驗結果分析

1.1 一體化污水流量計在自動(dòng)配料系統中的作用
在自動(dòng)配料系統中，液態(tài)原料的供給同樣是按配方的比例進(jìn)行。我們希望在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中流量都按一個(gè)常量進(jìn)行供給，而實(shí)際中即使電機固定在某個(gè)固定頻率，其流量依然不是一個(gè)常量，如圖l中記錄的為固定頻率下一體化污水流量計的測量值。如果人為的進(jìn)行干預，其滯后性及精確度都得不到保證，這勢必影響產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)的效率。而采用工控機根據一體化污水流量計的實(shí)際流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控與調節，能讓流量穩定在很小的范圍內，這無(wú)疑大大提高了自動(dòng)供料系統的精度與效率㈨。

1.2流量的自動(dòng)控制及模糊控制思想
電磁流鼉計實(shí)時(shí)地測量生產(chǎn)過(guò)程中的液態(tài)原料供給，工控機根據其提供的信號對變頻器的頻率進(jìn)行調整從而實(shí)現流量的調節。流量的自動(dòng)控制不僅要達到規定時(shí)間內總量的供給，更重要的是要保證生產(chǎn)過(guò)程中瞬時(shí)流量的配比需求。在生產(chǎn)過(guò)程中，一體化污水流量計計量的流量如圖2所示。

在工作時(shí)間r內我們期望一體化污水流量計測量的信號Y(t)為一常量，這也是生產(chǎn)過(guò)程配方比例中所期望的，而由圖1中我們知道Y(t)受各種因素的影響而不停的波動(dòng)。在工作時(shí)間內對Y(t)積分可得到流量的累積￡：


實(shí)際生產(chǎn)中流量一直在某個(gè)區域內波動(dòng)，且其動(dòng)態(tài)特性不易掌握。從上面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％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(chǎn)時(shí)間內劃分更多的周期去調節流量。當工控機根據一體化污水流量計傳送回來(lái)的信號發(fā)出調節變頻器工作頻率的指令后，電機調整功率到一體化污水流量計的實(shí)際測量為一個(gè)工作周期，我們知道從指令發(fā)送到實(shí)際測量值返回有一個(gè)較大的滯后，如果調節的周期時(shí)間小于流量計本身的一個(gè)工作周期，那么顯然不可能達到減小誤差的目的。利用模糊控制思想H。，在控制程序中我們把流量的波動(dòng)區域劃分為±缸×Yo，Yo-t-O．3，Yo±0．5四個(gè)區域，其中缸為可調節的誤差范圍，生產(chǎn)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Rel表示實(shí)際測量的流量，變量Idea表示理論流量。

2、試驗結果分析
模糊控制對數學(xué)模型難以獲取、動(dòng)態(tài)特性不易掌握等控制對像有較理想的控制效果，在其模糊法則和決策中干擾和參數變化對控制效果的影響被大大減弱。一體化污水流量計信號在進(jìn)入工控之前采用均值濾波以及中值濾波后才交給控制算法處理，盡量降低干擾帶來(lái)的波動(dòng)。采取不同的調節周期對實(shí)時(shí)的控制也很大，周期太短對流量的調節太頻繁，這樣容易導致流量的波動(dòng)劇烈，若調節周期過(guò)長(cháng)則容易導致累積誤差大。經(jīng)過(guò)反復實(shí)驗最后我們采取以周期為10 s，以上面劃分的四個(gè)區域來(lái)減小流量波動(dòng)帶來(lái)的誤差，其中當流量波動(dòng)超過(guò)0．5 t／h時(shí)，采取周期為20 s、頻率4-1 Hz的調節方法，這樣能夠更好避整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中其誤差控制在0．15％以?xún)?。如圖4所示為采取周期為10 S的調節，在波動(dòng)較大時(shí)采用20 S的調節；圖5所示為取周期為5 s的調節，在波動(dòng)較大時(shí)采用10 s的調節。

模糊控制的基本思想是利用計算機來(lái)實(shí)現人的控制經(jīng)驗，任何工業(yè)過(guò)程都比較容易得到其定性認識，而由此出發(fā)就比較容易建立語(yǔ)言控制規則。在自動(dòng)配料系統中我們應用其對一體化污水流量計的控制雖然取得了較理想的結果，不僅在工作時(shí)間內以總量的控制準確同時(shí)保證了在生產(chǎn)過(guò)程中按產(chǎn)品配方比例的控制。但如何獲得模糊規則及隸屬函數，這在目前完全憑經(jīng)驗來(lái)進(jìn)行，以及如何保證模糊系統的穩定性這些都是需要我們繼續研究并且提高。

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