一體化污水流量計(jì)在自動(dòng)配料系統(tǒng)中的應(yīng)用與試驗(yàn)結(jié)果分析

1.1 一體化污水流量計(jì)在自動(dòng)配料系統(tǒng)中的作用
在自動(dòng)配料系統(tǒng)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(jī)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(jì)的測(cè)量值。如果人為的進(jìn)行干預(yù)，其滯后性及精確度都得不到保證，這勢(shì)必影響產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)的效率。而采用工控機(jī)根據(jù)一體化污水流量計(jì)的實(shí)際流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與調(diào)節(jié)，能讓流量穩(wěn)定在很小的范圍內(nèi)，這無(wú)疑大大提高了自動(dòng)供料系統(tǒng)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(jì)實(shí)時(shí)地測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程中的液態(tài)原料供給，工控機(jī)根據(jù)其提供的信號(hào)對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行調(diào)整從而實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。流量的自動(dòng)控制不僅要達(dá)到規(guī)定時(shí)間內(nèi)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(jì)計(jì)量的流量如圖2所示。

在工作時(shí)間r內(nèi)我們期望一體化污水流量計(jì)測(cè)量的信號(hào)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(nèi)對(duì)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(qū)域內(nèi)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(nèi)劃分更多的周期去調(diào)節(jié)流量。當(dāng)工控機(jī)根據(jù)一體化污水流量計(jì)傳送回來(lái)的信號(hào)發(fā)出調(diào)節(jié)變頻器工作頻率的指令后，電機(jī)調(diào)整功率到一體化污水流量計(jì)的實(shí)際測(cè)量為一個(gè)工作周期，我們知道從指令發(fā)送到實(shí)際測(cè)量值返回有一個(gè)較大的滯后，如果調(diào)節(jié)的周期時(shí)間小于流量計(jì)本身的一個(gè)工作周期，那么顯然不可能達(dá)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(qū)域劃分為±缸×Yo，Yo-t-O．3，Yo±0．5四個(gè)區(qū)域，其中缸為可調(diào)節(jié)的誤差范圍，生產(chǎn)中我們?nèi)?．015，流量區(qū)域劃分的單位均為t／h。針對(duì)不同的區(qū)域采取不同的調(diào)整方案。具體流程如圖3所示。圖中變量Rel表示實(shí)際測(cè)量的流量，變量Idea表示理論流量。

2、試驗(yàn)結(jié)果分析
模糊控制對(duì)數(shù)學(xué)模型難以獲取、動(dòng)態(tài)特性不易掌握等控制對(duì)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(shù)變化對(duì)控制效果的影響被大大減弱。一體化污水流量計(jì)信號(hào)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(diào)節(jié)周期對(duì)實(shí)時(shí)的控制也很大，周期太短對(duì)流量的調(diào)節(jié)太頻繁，這樣容易導(dǎo)致流量的波動(dòng)劇烈，若調(diào)節(jié)周期過(guò)長(zhǎng)則容易導(dǎo)致累積誤差大。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)*后我們采取以周期為10 s，以上面劃分的四個(gè)區(qū)域來(lái)減小流量波動(dòng)帶來(lái)的誤差，其中當(dāng)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(diào)節(jié)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)?nèi)。如圖4所示為采取周期為10 S的調(diào)節(jié)，在波動(dòng)較大時(shí)采用20 S的調(diào)節(jié)；圖5所示為取周期為5 s的調(diào)節(jié)，在波動(dòng)較大時(shí)采用10 s的調(diào)節(jié)。

模糊控制的基本思想是利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)人的控制經(jīng)驗(yàn)，任何工業(yè)過(guò)程都比較容易得到其定性認(rèn)識(shí)，而由此出發(fā)就比較容易建立語(yǔ)言控制規(guī)則。在自動(dòng)配料系統(tǒng)中我們應(yīng)用其對(duì)一體化污水流量計(jì)的控制雖然取得了較理想的結(jié)果，不僅在工作時(shí)間內(nèi)以總量的控制準(zhǔn)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(guī)則及隸屬函數(shù)，這在目前完全憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，以及如何保證模糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性這些都是需要我們繼續(xù)研究并且提高。

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