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如何实现液体流量计自动化检测

2018-07-02 16:57:20 点击数:

液体流量计验证系统的自动化将工业生产中的自动检测,信息处理,分析判断和运行控制的概念和方法引入到流量计验证行业,从而最大限度地释放人力资源,节约管理成本,规范校准工作。
一、实现验证系统的自动化
自动验证系统需要解决以下问题
(1)调整泵机组和变频器;
(2)调整阀组;
(3)过程数据的处理和分配;
(4)参数的学习,分析和整合;
(5)验证过程和调整的自动控制;
(6)建立数学模型;
(7)对意外情况的预判和处理。
前四项用于系统自动调整验证中的流点并确定调整后的流量是否适合验证工作。这个项目是整个自动化测试中的关键和难点。 (5),(6)用于完成预定的验证过程,最后一个项目用于保证验证设备的安全。
1、泵组和变频器的预设
我们选择的设备是一对多模式,即一台变频器驱动多台泵。该模式要求系统根据预设的流量点自动确定所需的泵组合。每个泵的工作状态。要实现这一预期,需要四个前提,即泵的流量特性,泵组合的确定,变频器的动态调整以及泵组的实际流量特性。
根据每个泵的H-Q曲线,系统中的最大输出功率可以被获知,如图1所示,根据所需流量点的排列和组合确定泵组合。泵组合。根据泵组的最大输出量,单个泵的最大输出量,设定流量的差值,需要确定泵的频率来调整,并且由于变频器的输出量与泵的转速之间呈线性关系对应确定频率输出值。到目前为止,已经制定了一个初步的泵组控制方案来调整流量点。
值得注意的是,泵组的实际输出水量与其理论值之间存在差异,因此这种差异应归入其流量特性的校正中。在实际运行过程中,泵组的初始控制应根据其实际特性进行调整。

液体流量计H-Q曲线
2、调整阀组
流量调节的另一个重要部分是调节阀组的调节,即通过改变管道特性来改变流量的目的。为了在整个调节阀范围内实现平稳性和可调节性,选择等百分比的控制阀。图2它是等百分比调节阀的理想特性曲线,即两端压差恒定的特性曲线。在实际应用中没有理想的情况,所以曲线需要纠正,但整体趋势不变。

液体流量计等百分比调节阀的理想特性曲线图 

理想的百分比控制阀的特性曲线,如液体流量计
在实际应用中,使用标准工作台(例如实验对象)来节省成本,并且在每个标准流量计之后安装独立的调节阀用于流量调节,从而在应用中形成调节阀块调节。在调节多路调节阀时,每个调节阀开度的变化都会导致上下游压力和每条管路的流量发生变化。各管道的流量分布理论上与管道直径成正比,但由于口径调节阀和管道布置不同,产生的局部压力损失不同,各管道的实际流量分布不同于理论值值,并且这种差异需要在调节阀打开算法内进行调节。
3、处理数据处理和分配
(1)调整参数的分配和调整
单个泵组或调节阀组的调节不能快速准确地达到预设流量。有必要适当地分配两个调整的权重进行组合调整。系统将实际流量和设定流量偏差分为三个等级,其范围依次减小。系统随附每个范围。银行状态会自动调整,其初始值建议为10%,5%和1%。
在此过程中,调节阀和泵的选择和调整遵循三个最小原则,即最小设备数量增加或减少,最小设备调整量和最小流量波动。
(2)流动稳定性的测定
对于大部分检测表,实际流量与设定流量在5%以内的偏差均能满足规定要求。系统默认为1%(可以动态调整),并且可以接近用户的实际情况。需求。流量进入此范围(即3级的调整范围)后,计算一段时间内收集的流量点的方差以确定其稳态。
(3)处理死区调整
在实际流量调整期间存在一定量的死区,这是由调整机构本身的性能和验证装置的整体结构引起的不可控因素。正确处理死区可以提高流量调整的速度,同时避免逻辑判断进入无限循环并导致程序崩溃。对于调整死区可通过控制重量和改进容错机制来处理,在第一级流量内控制重量的首选调整,最后两级,尤其是在第三级范围内应根据改进容错机制。
4、学习,分析和整合参数
自学习和自调参数是基于人工神经网络控制(ANN)的控制方法。并行,容错和自学习是传统神经网络控制方法与传统控制方法之间的主要区别,如图3所示。系统仅设置最基本的控制规则。在基本规则的框架内,系统不断收集和分析运行过程中的过程数据和行为,并对其初始控制参数进行分类和优化。除了必要的算法和模型之外,不是在流量调节中使用固定算法,而是将收集,处理的过程数据和设备行为存储为单独的单元。通过试运行阶段,积累了大量数据单元。正式使用时,通过对现场数据和行为的分析选择最佳组合单位。同时记录调整后的过程数据,并添加或更新数据。单元。运行一段时间后,控制系统与设备之间达到最佳匹配,而且由于其关键参数不断优化调整,其控制性能不会因设备性能和状态的变化而降低。同时,由于系统采用可调容错机制,可以有效避免设备性能引起的控制死区和系统崩溃。液体流量计参数处理表

液体流量计参数处理形式 

5、自动控制和调整验证过程
除了仪器必要的基本信息和系统不能直接收集的环境信息之外,验证过程中涉及的过程参数,过程控制,数据处理和设备保护应该自动化,以便系统能够自动完成处于无人状态。 。
对于具体的验证要求,系统需要根据用户选择的验证方法以及验证表单的类型,准确性和信号自动调整验证计划和自动验证过程。以静脉质量法为例,采用脉冲式电磁流量计,验证过程如图4所示。
验证过程中涉及的大多数功能都是以模块化方式设计的。您可以根据实际需要选择是否打开它以增加系统的灵活性。例如,在常规验证中,为了获得更好的验证数据,您可以选择删除严重错误或重新验证产生严重错误的点。但是,在评估整个设备的稳定性时,需要连续10次测量数据。为了反映设备的真实性能,没有必要选择拒收。
 
 

另外,验证自动化不容忍手动操作。该系统有两种手动/自动设计模式。手动模式的存在有利于实验。发展性项目。
6、建立测量模型
作为流量计验证领域的行业软件,系统需要遵循当前的国家计量检定程序来计算和确定数据,例如检查表的错误,重复性和准确性。其测量模型的建立应严格按照实施中的测量验证程序,考虑到程序的不定期更新,还需要设置更新界面。因此,测量模型的建立应该以程序编号作为分类依据独立编写(尽管许多属于不同协议的流量计具有相同的计算模型)。
7、预判和处理
系统需要考虑验证过程中可能发生的意外情况,如静质量方法溢出,开关阀故障等。这需要实时处理过程中的数据,预测可能的危险并及时进行调整。对于无法调整或已经发生的紧急情况,需要采取紧急措施以避免或减少不利后果。
以质量法溢出防止方法为例,当实际流量,设定检定时间和称量罐允许容积比不合适(即Q×t> V)时,坦克将发生。为防止这种情况发生,系统会实时监控流量的瞬时波动一段时间内的平均值,参考预先设定的时间来估算验证时间内的总流量范围,当风险比超过允许范围时,根据具体情况选择缩短时间,暂停测试,调整流程和其他不同的措施。预测性反应可以消除大多数风险因素。如果由于外部原因导致预判失败,则会输入应急响应模式。此时应及时打开旁路和排放路径,以消除或减少不利后果。在应急模式解决问题后,需要自动恢复到正常状态并同时记录处理操作。
二、结论
液体流量计验证系统的全自动化可以有效降低用户的管理和人工成本,减少验证工作中人为因素造成的不确定性,促进验证工作的高效性和公平性。然而,还应注意,全自动系统对验证设备需要相对较高的硬件要求,并且必须提供相应的信号反馈机制和高性能调整机制以确保其有效和稳定的操作。如何平衡成本和性能也是我们需要进一步研究的问题。

 

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