一體化污水流量計在自動配料系統中的應用與試驗結果分析
點擊次數：2336 發布時間：2021-08-19 07:14:12
1.1 一體化污水流量計在自動配料系統中的作用
在自動配料系統中，液態原料的供給同樣是按配方的比例進行。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，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。如果人為的進行干預，其滯后性及精確度都得不到保證，這勢必影響產品的質量與生產的效率。而采用工控機根據一體化污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范圍內，這無疑大大提高了自動供料系統的精度與效率㈨。
1.2流量的自動控制及模糊控制思想
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。流量的自動控制不僅要達到規定時間內總量的供給，更重要的是要保證生產過程中瞬時流量的配比需求。在生產過程中，一體化污水流量計計量的流量如圖2所示。
在工作時間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，這也是生產過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。在工作時間內對Y(t)積分可得到流量的累積￡：
實際生產中流量一直在某個區域內波動，且其動態特性不易掌握。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，也就是在生產時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的信號發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際測量為一個工作周期，我們知道從指令發送到實際測量值返回有一個較大的滯后，如果調節的周期時間小于流量計本身的一個工作周期，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范圍，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Rel表示實際測量的流量，變量Idea表示理論流量。
2、試驗結果分析
模糊控制對數學模型難以獲取、動態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，盡量降低干擾帶來的波動。采取不同的調節周期對實時的控制也很大，周期太短對流量的調節太頻繁，這樣容易導致流量的波動劇烈，若調節周期過長則容易導致累積誤差大。經過反復實驗*后我們采取以周期為10 s，以上面劃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4-1 Hz的調節方法，這樣能夠更好避整個生產過程中其誤差控制在0．15％以內。如圖4所示為采取周期為10 S的調節，在波動較大時采用20 S的調節；圖5所示為取周期為5 s的調節，在波動較大時采用10 s的調節。
模糊控制的基本思想是利用計算機來實現人的控制經驗，任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控制規則。在自動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，不僅在工作時間內以總量的控制準確同時保證了在生產過程中按產品配方比例的控制。但如何獲得模糊規則及隸屬函數，這在目前完全憑經驗來進行，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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1.2流量的自動控制及模糊控制思想
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。流量的自動控制不僅要達到規定時間內總量的供給，更重要的是要保證生產過程中瞬時流量的配比需求。在生產過程中，一體化污水流量計計量的流量如圖2所示。
在工作時間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，這也是生產過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。在工作時間內對Y(t)積分可得到流量的累積￡：
實際生產中流量一直在某個區域內波動，且其動態特性不易掌握。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，也就是在生產時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的信號發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際測量為一個工作周期，我們知道從指令發送到實際測量值返回有一個較大的滯后，如果調節的周期時間小于流量計本身的一個工作周期，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范圍，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Rel表示實際測量的流量，變量Idea表示理論流量。
2、試驗結果分析
模糊控制對數學模型難以獲取、動態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，盡量降低干擾帶來的波動。采取不同的調節周期對實時的控制也很大，周期太短對流量的調節太頻繁，這樣容易導致流量的波動劇烈，若調節周期過長則容易導致累積誤差大。經過反復實驗*后我們采取以周期為10 s，以上面劃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4-1 Hz的調節方法，這樣能夠更好避整個生產過程中其誤差控制在0．15％以內。如圖4所示為采取周期為10 S的調節，在波動較大時采用20 S的調節；圖5所示為取周期為5 s的調節，在波動較大時采用10 s的調節。
模糊控制的基本思想是利用計算機來實現人的控制經驗，任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控制規則。在自動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，不僅在工作時間內以總量的控制準確同時保證了在生產過程中按產品配方比例的控制。但如何獲得模糊規則及隸屬函數，這在目前完全憑經驗來進行，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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