提高BURKERT流量計量度問題

    提高BURKERT流量計量度問題

    在流量批量控制系統(tǒng)中，計量度是重要的控制目標(biāo)。這里所說的計量度就是每批實際發(fā)料總量同預(yù)期總量的一致程度。影響計量度的因素除了執(zhí)行器動作滯后外，主要的還有流量測量誤差，包括流量測量儀表的非線性誤差，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)行器動作滯后引起的誤差及其補償

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

    與瞬時流量qv的乘積

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

    動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。糾正這一誤差簡單的方法是在控制器“提前量”窗口設(shè)置一個提前量Qf，即在Q=Qs－Qf時，CPU就發(fā)出指令，關(guān)閉切斷閥。

    5.3.2表前壓力變化對定量度的影響

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

    發(fā)料時流量變化對定量控制度帶來兩個影響。

    （1）瞬時流量不同，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流量計因此，提前量設(shè)置為一個常數(shù)是不合理的，它應(yīng)與qv成正比。但是，在實際操作中經(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概念，而采用提前時間這個方法，就可以完全不受表前壓力的影響了。這個方法是簡單的，但提前管斷閥的時間間隔

    需在實際的裝置上具體測定，測定方法如下。

    先在控制器的對應(yīng)窗口設(shè)定一個數(shù)值很小的“本次發(fā)料量”，而“提前時間”設(shè)定為0。定量控制系統(tǒng)“啟動”后，正常發(fā)料，讀出瞬時流量，當(dāng)本次發(fā)料結(jié)束后，總是會發(fā)現(xiàn)實發(fā)量比設(shè)定值多一些，則可按式（5.2）計算滯后時間。

    （5.2）

    式中

    BURKERT流量計反復(fù)測定數(shù)次，得到滯后時間平均值

    ，置入儀表，就可長時期使用。

    （2）不同流量時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定量控制度的影響的另一個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)易實物時，往往此料液要連同裝載運輸工具一同稱重，作為貿(mào)易結(jié)算依據(jù)。以不同的瞬時流量值所發(fā)的料裝的車，往往會出現(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級渦輪流量傳感器的各點流量系數(shù)允許偏離平均流量系數(shù)±0.2％，而0.5級傳感器則允許偏離±0.5％。3章中的表3.11所示為一臺DN40渦輪流量傳感器試驗報告中的各個試驗點流量系數(shù)，以及與平均流量系數(shù)相比較的相對誤差。

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

    對流量傳感器的非線性進(jìn)行恰到好處的校正，簡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)而地計算瞬時流量，從而完成對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，從簡單的邏輯關(guān)系分析，似乎傳感器的誤差就不存在了，其實不然，因為流量傳感器除了非線性誤差之外，還有重復(fù)性誤差、時間漂移等，但是經(jīng)過上述校正后，度等級可以提高一檔是肯定的。