工(gōng)业污水处理流量计在自动配料系统中应用(yòng)的结果分(fèn)析
点(diǎn)击次数:2462 发布时间:2020-12-24 08:50:37
在自动配(pèi)料系统中,目前应用较多流(liú)量计就是工业污(wū)水(shuǐ)处理流量计(jì)和涡轮流量计,工业污水处理流量计因为测量管体中无阻流件,更加适合于流(liú)体(tǐ)介的(de)自动定量配料(liào)。据本公司的客户案例统(tǒng)计,涡轮流量计用于半自动化的定量控制中(zhōng)更多一点。本文探计的是工业污水处理流量计在自动(dòng)化配料控(kòng)制系统中的应用。液体介质的原料的运输传送以及供给计量(liàng)通常都需要在生(shēng)产过程中安装工业(yè)污水处理流量计以实现精(jīng)确计量和控制的目的。如(rú)何实现自动化配料供给的功能,*先需要通过高清电影标定工业污水处理(lǐ)流量计的测量精度,再通(tōng)过(guò)大量的的试验数(shù)据(jù)的统(tǒng)计得到一个较为理想的线性关系,同进找出电机频率与流量之间的波动联系,以此建立一(yī)个数据(jù)关系模型。再利用动态模糊控制作(zuò)为其核心控制算法,准确地控制液态原料的供给(gěi)。
工业污水处理流量计是根据(jù)法拉*电磁感应定律制(zhì)成,用来测量导电液体体积(jī)流量的仪表。目前已广泛地被应用于工业过程?中各种导电(diàn)液体的流量测(cè)量(liàng),如(rú)各(gè)种酸、碱、盐等腐蚀性介质;各种浆液流量测量,形成了独特的应(yīng)用领域(yù)。在自动配料系统中,通过控制电机运行频率来控(kòng)制(zhì)流量的大小。其应用的准确度对企业产品的质量、原料的消(xiāo)耗以及经济效益等有直接(jiē)的影响。工业污水处理流量计作为液态原料的计量装置,随(suí)着微电子技术的发展而不断提高其计量准确(què)度(dù)和应用范围。而流量计计量是*其复杂的动(dòng)态计量,其准(zhǔn)确度(dù)会受很多因(yīn)素影响,如:流体的导(dǎo)电性、非轴对称、电*衬里附着物的影(yǐng)响(xiǎng)、电机运行的稳定性、工业污水处理流量计安装的位置、励磁的技术、信号线的长度以及外界干扰等。
工业(yè)污水处理流量(liàng)计在调试期间常会遇到一些故障(zhàng),如显示波动、精(jīng)度下降、仪表(biǎo)损坏等,一经(jīng)排除,以后相同条件下(xià)不会再出(chū)现。究其原因主要有仪表本身元器件(jiàn)损坏引起故(gù)障、有选用不当、安装不妥、环境条(tiáo)件、流体特性等因素造成故障(zhàng);在(zài)正常运行期间若出现故障,则(zé)一般由流量传感(gǎn)器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。日常工作中时刻注意这些故障,并很好地加以排除解决,工业污水处理流量计就能够发挥它应有的作用。本文在工业污水处理流量计正常(cháng)工作(zuò)的基础上,利用其与工控机、变频器及电机组成自动控制系统(tǒng),以模糊(hú)控制(zhì)作为其核心控制算法来研究电机频率变(biàn)化时(shí)对应流量的变化关系(xì),以达到提高准(zhǔn)确控制流(liú)量的目的。
2 工业污水处理流量计的静态标定
工业污水处理流量计(jì)在出厂时经过(guò)检定(dìng),在实际运行中实时流量能同步的显示在其表头上,但在自动供料系(xì)统中我们需要在工控机上也实时显示其流量,并以(yǐ)此进行调控,这就需要我们把工业污水处理流量计(jì)本身的流量信息及(jí)时(shí)地传送到(dào)工控机上。而工业污水处理流量计的输出信号为4—20 mA的电流信号,工控机的采集卡只能检测0—10 V的电压信号,故在工业污水处理流量计的信号输出端串接一个小于500 Q的电阻用以将电流信号转换成电压信号¨1供采集卡采集。表1为工业污水处理流量计(jì)信号输出端串接一(yī)个200 Q电阻后,工(gōng)业污水处理流量计在电机运行(háng)于不同(tóng)频率时其(qí)本身测量(liàng)的(de)流(liú)量值和采集卡所采集的数(shù)值。由表1可知(zhī)。工业污水处理流量计的波动(dòng)与采集卡所采(cǎi)集(jí)的数值有(yǒu)较好的(de)一致性,满足实际使用需求(qiú)。

表1 工业污水处理流量计的波动与采集卡所(suǒ)采集的数值
3工业污水处理(lǐ)流量(liàng)计在自(zì)动(dòng)配料系统中的应用
3.1 工业污水处(chù)理流量计在自动配料系统中的作用
在自动配料系统中(zhōng),液(yè)态原料的供给同样是按配方(fāng)的比例进行(háng)。我们希望(wàng)在整个生产过程(chéng)中(zhōng)流(liú)量都按一个常量进行供给,而实际中即使电机固定在某个(gè)固定频率,其流量依然不是一个常(cháng)量,如图l中记录的为固定频率下工业污水处理(lǐ)流量计的测量值。如果人为的进行干预,其滞后性及精确度都得不到保证,这势(shì)必影响产品的质量与生产(chǎn)的(de)效率。而采用工控机根据工业污水处理(lǐ)流量计的实际流(liú)量进行实时的(de)监控与调节,能让流量稳定在很小的范围内,这(zhè)无疑大大提高(gāo)了自动供料系统的精度与效率㈨。
图1 固定频率下工业污水处理流量计的流量值

3.2流量的(de)自(zì)动(dòng)控制及模糊(hú)控制思想
电(diàn)磁流鼍计(jì)实时地测量生产过(guò)程中的液(yè)态原料供给,工控机(jī)根据其提供的信号对变频器的频率进(jìn)行调整从而实现流量的调节。流(liú)量的自动控制不仅要达到规定时间内总量的供给,更重要的是要保证生产过程中(zhōng)瞬时(shí)流量的配比需(xū)求。在生产过程中,工业污水处理流量计计量(liàng)的(de)流量如图2所示。
图2工业污水处理流量计计量的流量

在(zài)工作时间r内我们期望工业(yè)污水处理流量计测量的信号(hào)Y(t)为一常量(liàng),这也是(shì)生产过程配方(fāng)比(bǐ)例中所期望的,而由图1中我们知道Y(t)受各种因素的影响而不停的(de)波动。在工作时间内对Y(t)积分可得到流量的累积£:


实际生产中流量一直在某个区域内波动,且其动态特性不易(yì)掌握。从上面的理(lǐ)论中(zhōng)我们能够让误差△£尽(jìn)可能的小,这样距我们(men)所需(xū)要的理(lǐ)论值%就越接近。而减小误差(chà)需要我们把n取的尽可能大,也就是在(zài)生产时间(jiān)内划分更多的周期去调节流量。当工控(kòng)机根据工业污水处理流量计传送(sòng)回来的信号(hào)发出调节变频器工作频率的指令后,电机调整功率(lǜ)到工(gōng)业污水处理流量计的实际测量(liàng)为一个工作周期(qī),我们知道从指(zhǐ)令发送到实际测量值(zhí)返回有一个较大(dà)的滞后,如(rú)果调节的周期时间小于流(liú)量计本(běn)身的一个工作周期,那么(me)显然不可能达到减小误差的目的。利用模糊控制思想(xiǎng)H。,在控制程(chéng)序中我们把流量的波动区域划(huá)分(fèn)为±缸×Yo,Yo-t-O.3,Yo±0.5四个区域,其中(zhōng)缸为可调节的误差范围(wéi),生产中我们取0.015,流量区域划分的单位均为t/h。针对不同的区域采取不(bú)同(tóng)的调整方案。具体流(liú)程如(rú)图3所示。图中变量Rel表示实际测量(liàng)的流量,变量Idea表示理论(lùn)流量。

4试验结果分析
模糊控制(zhì)对数学模型难以获取、动态特性(xìng)不易掌握等控制对(duì)像(xiàng)有(yǒu)较理想的控制效果,在其模(mó)糊法则和决策中干扰和参(cān)数变化(huà)对控制效果的影响被大大减弱。工业污水处理(lǐ)流(liú)量计信号在进入工控之(zhī)前采用均值(zhí)滤波(bō)以及中值滤波后才交给控制算法处理,尽量降低干扰带来(lái)的波动。采取不同的(de)调节周期对实时的(de)控制(zhì)也很大,周期太短对流量的调节太(tài)频繁,这样容易导致流量(liàng)的波动剧烈,若调节周期过长(zhǎng)则容易(yì)导致累积误差(chà)大。经过反复实验*后我们采取(qǔ)以周期为10 s,以上面划分的四个区域来减小流量波动带来的误差,其中当流量波动超过0.5 t/h时,采取周(zhōu)期为20 s、频率4-1 Hz的调节方法,这样能够更好避整个生产过程中其误(wù)差控制在0.15%以内。如图4所示为采取周期为10 S的调节,在(zài)波动较大时采用20 S的调节;图5所示为取周期为5 s的调节,在波(bō)动较大时采(cǎi)用(yòng)10 s的调节。

模糊控制(zhì)的(de)基本思想是利用计算机来实现人的控制经验,任何工业过程都比较容易得到其定性认识,而(ér)由(yóu)此出发就比较容易建立语言(yán)控制规则。在自(zì)动配料(liào)系统中我们(men)应用其对工业污水处理流量计的控制虽然取得了较理想的结果,不仅在工作时间(jiān)内以总量的控制准确同时保证了在(zài)生产过程中按产品(pǐn)配方比例的控制。但如何获得模糊规则及隶属函数,这在目前完全凭经验(yàn)来进行,以及如何(hé)保证模糊(hú)系统的稳定性这些都是需要我们(men)继续研究并且提高(gāo)。
通过(guò)测量电*接触电阻来发现(xiàn)工业污(wū)水流量(liàng)计存在(zài)的问题 污水处理监管升级新型防腐工业污水流量计市场需求 防腐工业污水流量计(jì)在测量中误(wù)差分析(xī)与(yǔ)相应的(de)解(jiě)决方案 关于江苏工业污水流(liú)量计产品(pǐn)特点及应用维护的简要介绍 工业污(wū)水流量计的产(chǎn)品特点及未来的发展趋势 工(gōng)业智能污水流量计在测量系(xì)统(tǒng)中的设计与应用 工业污水(shuǐ)流量表选型 工业污水(shuǐ)计量表选型 工业污水流量(liàng)计,dn300污水流量计(jì) 工业污水专用流(liú)量计在纤维素浸渍工艺中的应用 工业污水(shuǐ)处理流量计在自动配料系统中应(yīng)用的结果分析 工业污水(shuǐ)处理流量计厂家应用在污水处理厂的(de)产品选型及技术指导 工业污水流量计,酸碱污水流(liú)量计 工业污水流(liú)量(liàng)计,dn80污水流量计 工(gōng)业污水(shuǐ)流量计(jì),智(zhì)能型污水流量计 浅(qiǎn)析工业污水处理流量计在供水(shuǐ)行业流(liú)量(liàng)测量中的应用现状 工业污(wū)水流量计,电磁污水流量计厂家 工业污水流量计,化工污水流量(liàng)计 工业污水流量计价格,污水处理废水流量计 用于流量测量的工业污水管道流量(liàng)计仪表选择方案 关于工厂污水流量计的连接(jiē)方式及仪表检(jiǎn)测要点(diǎn) 工厂污水流量计在不同温度下(xià)的特性变化研究(jiū)分(fèn)析 关于工业污(wū)水流量计的特点与(yǔ)应用领域 工业污水流量计,污(wū)水流量计选型 工业污水流量(liàng)计,市政污(wū)水(shuǐ)流量计 工(gōng)业污水流量计价格 工业污水管道流量计(jì)的特点(diǎn)与安装要求 工业污水专用流量(liàng)计等流量仪表与管(guǎn)道连接有哪几种方式 工业污(wū)水流量计,一体式污水流量计 工业污水流量计价(jià)格,油(yóu)田污水流量计
工业污水处理流量计是根据(jù)法拉*电磁感应定律制(zhì)成,用来测量导电液体体积(jī)流量的仪表。目前已广泛地被应用于工业过程?中各种导电(diàn)液体的流量测(cè)量(liàng),如(rú)各(gè)种酸、碱、盐等腐蚀性介质;各种浆液流量测量,形成了独特的应(yīng)用领域(yù)。在自动配料系统中,通过控制电机运行频率来控(kòng)制(zhì)流量的大小。其应用的准确度对企业产品的质量、原料的消(xiāo)耗以及经济效益等有直接(jiē)的影响。工业污水处理流量计作为液态原料的计量装置,随(suí)着微电子技术的发展而不断提高其计量准确(què)度(dù)和应用范围。而流量计计量是*其复杂的动(dòng)态计量,其准(zhǔn)确度(dù)会受很多因(yīn)素影响,如:流体的导(dǎo)电性、非轴对称、电*衬里附着物的影(yǐng)响(xiǎng)、电机运行的稳定性、工业污水处理流量计安装的位置、励磁的技术、信号线的长度以及外界干扰等。
工业(yè)污水处理流量(liàng)计在调试期间常会遇到一些故障(zhàng),如显示波动、精(jīng)度下降、仪表(biǎo)损坏等,一经(jīng)排除,以后相同条件下(xià)不会再出(chū)现。究其原因主要有仪表本身元器件(jiàn)损坏引起故(gù)障、有选用不当、安装不妥、环境条(tiáo)件、流体特性等因素造成故障(zhàng);在(zài)正常运行期间若出现故障,则(zé)一般由流量传感(gǎn)器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。日常工作中时刻注意这些故障,并很好地加以排除解决,工业污水处理流量计就能够发挥它应有的作用。本文在工业污水处理流量计正常(cháng)工作(zuò)的基础上,利用其与工控机、变频器及电机组成自动控制系统(tǒng),以模糊(hú)控制(zhì)作为其核心控制算法来研究电机频率变(biàn)化时(shí)对应流量的变化关系(xì),以达到提高准(zhǔn)确控制流(liú)量的目的。
2 工业污水处理流量计的静态标定
工业污水处理流量计(jì)在出厂时经过(guò)检定(dìng),在实际运行中实时流量能同步的显示在其表头上,但在自动供料系(xì)统中我们需要在工控机上也实时显示其流量,并以(yǐ)此进行调控,这就需要我们把工业污水处理流量计(jì)本身的流量信息及(jí)时(shí)地传送到(dào)工控机上。而工业污水处理流量计的输出信号为4—20 mA的电流信号,工控机的采集卡只能检测0—10 V的电压信号,故在工业污水处理流量计的信号输出端串接一个小于500 Q的电阻用以将电流信号转换成电压信号¨1供采集卡采集。表1为工业污水处理流量计(jì)信号输出端串接一(yī)个200 Q电阻后,工(gōng)业污水处理流量计在电机运行(háng)于不同(tóng)频率时其(qí)本身测量(liàng)的(de)流(liú)量值和采集卡所采集的数(shù)值。由表1可知(zhī)。工业污水处理流量计的波动(dòng)与采集卡所采(cǎi)集(jí)的数值有(yǒu)较好的(de)一致性,满足实际使用需求(qiú)。

表1 工业污水处理流量计的波动与采集卡所(suǒ)采集的数值
3工业污水处理(lǐ)流量(liàng)计在自(zì)动(dòng)配料系统中的应用
3.1 工业污水处(chù)理流量计在自动配料系统中的作用
在自动配料系统中(zhōng),液(yè)态原料的供给同样是按配方(fāng)的比例进行(háng)。我们希望(wàng)在整个生产过程(chéng)中(zhōng)流(liú)量都按一个常量进行供给,而实际中即使电机固定在某个(gè)固定频率,其流量依然不是一个常(cháng)量,如图l中记录的为固定频率下工业污水处理(lǐ)流量计的测量值。如果人为的进行干预,其滞后性及精确度都得不到保证,这势(shì)必影响产品的质量与生产(chǎn)的(de)效率。而采用工控机根据工业污水处理(lǐ)流量计的实际流(liú)量进行实时的(de)监控与调节,能让流量稳定在很小的范围内,这(zhè)无疑大大提高(gāo)了自动供料系统的精度与效率㈨。
图1 固定频率下工业污水处理流量计的流量值

3.2流量的(de)自(zì)动(dòng)控制及模糊(hú)控制思想
电(diàn)磁流鼍计(jì)实时地测量生产过(guò)程中的液(yè)态原料供给,工控机(jī)根据其提供的信号对变频器的频率进(jìn)行调整从而实现流量的调节。流(liú)量的自动控制不仅要达到规定时间内总量的供给,更重要的是要保证生产过程中(zhōng)瞬时(shí)流量的配比需(xū)求。在生产过程中,工业污水处理流量计计量(liàng)的(de)流量如图2所示。
图2工业污水处理流量计计量的流量

在(zài)工作时间r内我们期望工业(yè)污水处理流量计测量的信号(hào)Y(t)为一常量(liàng),这也是(shì)生产过程配方(fāng)比(bǐ)例中所期望的,而由图1中我们知道Y(t)受各种因素的影响而不停的(de)波动。在工作时间内对Y(t)积分可得到流量的累积£:


实际生产中流量一直在某个区域内波动,且其动态特性不易(yì)掌握。从上面的理(lǐ)论中(zhōng)我们能够让误差△£尽(jìn)可能的小,这样距我们(men)所需(xū)要的理(lǐ)论值%就越接近。而减小误差(chà)需要我们把n取的尽可能大,也就是在(zài)生产时间(jiān)内划分更多的周期去调节流量。当工控(kòng)机根据工业污水处理流量计传送(sòng)回来的信号(hào)发出调节变频器工作频率的指令后,电机调整功率(lǜ)到工(gōng)业污水处理流量计的实际测量(liàng)为一个工作周期(qī),我们知道从指(zhǐ)令发送到实际测量值(zhí)返回有一个较大(dà)的滞后,如(rú)果调节的周期时间小于流(liú)量计本(běn)身的一个工作周期,那么(me)显然不可能达到减小误差的目的。利用模糊控制思想(xiǎng)H。,在控制程(chéng)序中我们把流量的波动区域划(huá)分(fèn)为±缸×Yo,Yo-t-O.3,Yo±0.5四个区域,其中(zhōng)缸为可调节的误差范围(wéi),生产中我们取0.015,流量区域划分的单位均为t/h。针对不同的区域采取不(bú)同(tóng)的调整方案。具体流(liú)程如(rú)图3所示。图中变量Rel表示实际测量(liàng)的流量,变量Idea表示理论(lùn)流量。

4试验结果分析
模糊控制(zhì)对数学模型难以获取、动态特性(xìng)不易掌握等控制对(duì)像(xiàng)有(yǒu)较理想的控制效果,在其模(mó)糊法则和决策中干扰和参(cān)数变化(huà)对控制效果的影响被大大减弱。工业污水处理(lǐ)流(liú)量计信号在进入工控之(zhī)前采用均值(zhí)滤波(bō)以及中值滤波后才交给控制算法处理,尽量降低干扰带来(lái)的波动。采取不同的(de)调节周期对实时的(de)控制(zhì)也很大,周期太短对流量的调节太(tài)频繁,这样容易导致流量(liàng)的波动剧烈,若调节周期过长(zhǎng)则容易(yì)导致累积误差(chà)大。经过反复实验*后我们采取(qǔ)以周期为10 s,以上面划分的四个区域来减小流量波动带来的误差,其中当流量波动超过0.5 t/h时,采取周(zhōu)期为20 s、频率4-1 Hz的调节方法,这样能够更好避整个生产过程中其误(wù)差控制在0.15%以内。如图4所示为采取周期为10 S的调节,在(zài)波动较大时采用20 S的调节;图5所示为取周期为5 s的调节,在波(bō)动较大时采(cǎi)用(yòng)10 s的调节。

模糊控制(zhì)的(de)基本思想是利用计算机来实现人的控制经验,任何工业过程都比较容易得到其定性认识,而(ér)由(yóu)此出发就比较容易建立语言(yán)控制规则。在自(zì)动配料(liào)系统中我们(men)应用其对工业污水处理流量计的控制虽然取得了较理想的结果,不仅在工作时间(jiān)内以总量的控制准确同时保证了在(zài)生产过程中按产品(pǐn)配方比例的控制。但如何获得模糊规则及隶属函数,这在目前完全凭经验(yàn)来进行,以及如何(hé)保证模糊(hú)系统的稳定性这些都是需要我们(men)继续研究并且提高(gāo)。
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