提高BURKERT流量計(jì)量度問題

    在流量批量控制系統(tǒng)中，計(jì)量度是重要的控制目標(biāo)。這里所說的計(jì)量度就是每批實(shí)際發(fā)料總量同預(yù)期總量的一致程度。影響計(jì)量度的因素除了執(zhí)行器動(dòng)作滯后外，主要的還有流量測(cè)量誤差，包括流量測(cè)量?jī)x表的非線性誤差，流體溫度變化、組分變化等所引起的誤差。下面詳細(xì)介紹其原理和解決方法。

    5.3.1執(zhí)行器動(dòng)作滯后引起的誤差及其補(bǔ)償

    從上面的動(dòng)作過程可知，執(zhí)行器動(dòng)作滯后必然引起控制計(jì)量誤差，誤差值約為滯后時(shí)間

    與瞬時(shí)流量qv的乘積

    ，其中滯后時(shí)間為從CPU發(fā)出關(guān)閥指令到切斷閥關(guān)死之間全部時(shí)間，即包括繼電器的動(dòng)作滯后和切斷閥的動(dòng)作滯后，其性質(zhì)屬純滯后。具體滯后時(shí)間主要取決于閥門的型號(hào)及口徑，小口徑電磁閥的滯后時(shí)間約為數(shù)十毫秒，口徑越大，滯后時(shí)間越長(zhǎng)。

    動(dòng)作滯后引起的誤差可從控制器的累積值顯示中準(zhǔn)確地讀出。糾正這一誤差簡(jiǎn)單的方法是在控制器“提前量”窗口設(shè)置一個(gè)提前量Qf，即在Q=Qs－Qf時(shí)，CPU就發(fā)出指令，關(guān)閉切斷閥。

    5.3.2表前壓力變化對(duì)定量度的影響

    在流量定量控制系統(tǒng)中，流量計(jì)前的流體壓力經(jīng)常發(fā)生變化，壓力變化主要是儲(chǔ)罐中液位高度變化所引起的。滿罐時(shí)，儲(chǔ)罐中的液位可能有10m高度，罐中料液即將發(fā)完時(shí)，可能只剩1m高度，由此引起的流量計(jì)前的壓力變化顯著，壓力變化引起發(fā)料時(shí)流量變化。

    發(fā)料時(shí)流量變化對(duì)定量控制度帶來兩個(gè)影響。

    （1）瞬時(shí)流量不同，要求相應(yīng)改變提前量  從5.4.1可知，執(zhí)行器動(dòng)作滯后引起的誤差為

    ，合理的提前量Qf應(yīng)與此誤差值相等，即

    （5.1）

    BURKERT流量計(jì)因此，提前量設(shè)置為一個(gè)常數(shù)是不合理的，它應(yīng)與qv成正比。但是，在實(shí)際操作中經(jīng)常修改提前量又是一件很麻煩的事，如果我們舍棄提前量這個(gè)概念，而采用提前時(shí)間這個(gè)方法，就可以完全不受表前壓力的影響了。這個(gè)方法是簡(jiǎn)單的，但提前管斷閥的時(shí)間間隔

    需在實(shí)際的裝置上具體測(cè)定，測(cè)定方法如下。

    先在控制器的對(duì)應(yīng)窗口設(shè)定一個(gè)數(shù)值很小的“本次發(fā)料量”，而“提前時(shí)間”設(shè)定為0。定量控制系統(tǒng)“啟動(dòng)”后，正常發(fā)料，讀出瞬時(shí)流量，當(dāng)本次發(fā)料結(jié)束后，總是會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)發(fā)量比設(shè)定值多一些，則可按式（5.2）計(jì)算滯后時(shí)間。

    （5.2）

    式中

    BURKERT流量計(jì)反復(fù)測(cè)定數(shù)次，得到滯后時(shí)間平均值

    ，置入儀表，就可長(zhǎng)時(shí)期使用。

    （2）不同流量時(shí)流量傳感器流量系數(shù)不同    表前壓力變化引起流量變化對(duì)定量控制度的影響的另一個(gè)原因是流量傳感器的非線性，即流量系數(shù)的變化。

    在經(jīng)流量定量控制系數(shù)發(fā)出的料液屬貿(mào)易實(shí)物時(shí)，往往此料液要連同裝載運(yùn)輸工具一同稱重，作為貿(mào)易結(jié)算依據(jù)。以不同的瞬時(shí)流量值所發(fā)的料裝的車，往往會(huì)出現(xiàn)千分之幾的差異，這主要是流量傳感器非線性所引起的。例如0.2級(jí)渦輪流量傳感器的各點(diǎn)流量系數(shù)允許偏離平均流量系數(shù)±0.2％，而0.5級(jí)傳感器則允許偏離±0.5％。3章中的表3.11所示為一臺(tái)DN40渦輪流量傳感器試驗(yàn)報(bào)告中的各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)流量系數(shù)，以及與平均流量系數(shù)相比較的相對(duì)誤差。

    顯然，在以8.84m3/h瞬時(shí)流量發(fā)料時(shí)，偏高0.38％屬必然之事，而若以4.55m3/h瞬時(shí)流量發(fā)料時(shí)，偏0.08％也屬理所當(dāng)然。

    對(duì)流量傳感器的非線性進(jìn)行恰到好處的校正，簡(jiǎn)單的方法是將該傳感器的標(biāo)定數(shù)據(jù)制作成校正折線，然后寫到智能流量定量控制器中。儀表運(yùn)行后，用查表和線性內(nèi)插相結(jié)合的方法得到流量系數(shù)校正系數(shù)，進(jìn)而地計(jì)算瞬時(shí)流量，從而完成對(duì)傳感器非線性的校正。CPU求取流量系數(shù)校正系數(shù)的程序框圖如3章的圖3.52所示。

    流量傳感器的非線性經(jīng)校正后，從簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系分析，似乎傳感器的誤差就不存在了，其實(shí)不然，因?yàn)榱髁總鞲衅鞒朔蔷€性誤差之外，還有重復(fù)性誤差、時(shí)間漂移等，但是經(jīng)過上述校正后，度等級(jí)可以提高一檔是肯定的。