液體(tǐ)流量計(jì)檢定系(xì)統的自動化是将工(gōng)業生(shēng)産中(zhōng)的自動檢測、信(xìn)息處(chù)理、分析判(pàn)斷、操(cāo)縱控制的理念及(jí)方(fāng)法引(yǐn)入流量計(jì)檢定行業中，從而大(dà)限度地(dì)解放人力資源、節(jiē)約管理成本、規範檢(jiǎn)定工作。
一(yī)、檢定(dìng)系統(tǒng)自動化的(de)實現
實現(xiàn)檢定系統(tǒng)的自動化需要解決以下問題
：（1）泵組及變(biàn)頻器的調節；（2）閥門組(zǔ)的調節；（3）過(guò)程數(shù)據的(de)處理(lǐ)及分配；（4）參數的(de)學習(xí)、分析(xī)及整(zhěng)合；（5）檢(jiǎn)定流程的(de)自動化控制及(jí)調整；（6）數學(xué)模型(xíng)的建(jiàn)立(lì)；（7）突發狀(zhuàng)況的(de)預判及處理。
　　前(qián)4項用于系統自動(dòng)調(diào)整檢定中的流量點(diǎn)并判(pàn)斷(duàn)調(diào)整後(hòu)的流量是否适(shì)于檢定工作，此(cǐ)項是(shì)整個自動(dòng)化檢(jiǎn)定中(zhōng)的重(zhòng)點和(hé)難點(diǎn)，後面将逐一(yī)解釋，（5）、（6）項(xiàng)用(yòng)于(yú)完成預定(dìng)的檢(jiǎn)定過(guò)程(chéng)，後(hòu)一項用(yòng)于(yú)保障(zhàng)檢定設備(bèi)的安(ān)全。
1.泵組及變頻(pín)器的(de)預設
　　 我們(men)所選取的設備(bèi)爲一拖多模式(shì)，即一台變頻器(qì)拖動(dòng)若(ruò)幹台泵。這種(zhǒng)模式下需(xū)要系(xì)統能(néng)夠(gòu)根(gēn)據所預設(shè)的流量點(diǎn)，自動确定(dìng)需要(yào)的(de)泵(bèng)組合及各(gè)泵的工作(zuò)狀态.實(shí)現這(zhè)一(yī)預期(qī)需要4個前提，即泵(bèng)的流量(liàng)特性(xìng)、泵組合的确定(dìng)、變頻的動态調整，以及泵組實際流(liú)量特(tè)性修正。
　　根據每(měi)台泵的h—q曲(qǔ)線可(kě)知其在系統中(zhōng)的大出水量，如(rú)圖1所示，以(yǐ)此作(zuò)爲依據使用排列組合方式确定所需流量點(diǎn)的泵組合方式(shì)，此時将得到一(yī)個初(chū)步的泵組(zǔ)合。根據泵組大(dà)出水量、單台泵(bèng)大出水量(liàng)、設定(dìng)流量(liàng)的差值關(guān)系确(què)定(dìng)需(xū)要變頻調節的泵，同(tóng)時由于(yú)變頻輸出與泵轉速之(zhī)間爲線性對應(yīng)，确定(dìng)變頻輸出(chū)的數值。至(zhì)此，爲(wèi)流(liú)量點的(de)調節(jiē)制定了初(chū)步泵(bèng)組控制(zhì)方(fāng)案。
　　值得注(zhù)意(yì)的是,泵(bèng)組的實際出水(shuǐ)量與其理論值(zhí)之間存在(zài)差異(yì)，所以應将這種差異代入其流(liú)量特性的修正中(zhōng)，實際(jì)操作時(shí)應根據其實(shí)際(jì)特性(xìng)調整(zhěng)泵組(zǔ)初步控制(zhì)。

2.閥門組的調節(jiē)
　　流量調節中(zhōng)另(lìng)外的(de)重(zhòng)要(yào)一節(jiē)是對調(diào)節(jiē)閥組(zǔ)的調(diào)節，即通過(guò)對管道特性的(de)改變實現流量(liàng)改變(biàn)的(de)目(mù)的。爲(wèi)實現調節(jiē)閥全(quán)程範(fàn)圍内的平穩和(hé)可調性，選擇等百分(fèn)比調(diào)節閥。圖2爲(wèi)等百分比調(diào)節閥的理想特性(xìng)曲線(xiàn)，即兩端壓差不(bú)變的(de)情況下的(de)特性曲(qǔ)線(xiàn)。在實(shí)際應用中(zhōng)并不(bú)存在理(lǐ)想情況(kuàng)，所(suǒ)以需要對此(cǐ)曲線作出修正，但其總體走向不變。

　　實際應用中(zhōng)爲(wèi)節省成本多使(shǐ)用标準表(biǎo)組（如實驗(yàn)對象），每台(tái)标準(zhǔn)表後安(ān)裝獨立(lì)調節閥用(yòng)于流量調(diào)節，由此形成應(yīng)用中(zhōng)的調(diào)節閥組(zǔ)調(diào)節。在(zài)多調節閥的調(diào)節中，每台調節(jiē)閥開(kāi)度(dù)的(de)改變都會(huì)引起上下(xià)遊(yóu)壓力(lì)及(jí)各管(guǎn)線流量(liàng)的變(biàn)化(huà)，各管(guǎn)線流量的分配理(lǐ)論上與其管(guǎn)徑成正比，但由(yóu)于不同口(kǒu)徑調節(jiē)閥及管(guǎn)線鋪(pù)設(shè)所産生(shēng)的局部壓力損失不同，各(gè)管線(xiàn)實(shí)際流量(liàng)分配(pèi)與理論值(zhí)存在(zài)出入，需(xū)要(yào)在調節閥開(kāi)度算法(fǎ)内調(diào)整(zhěng)這(zhè)種差(chà)異。
3.過程數據的(de)處理及分配
（1）調(diào)節參數的分配及調整
　　單一的泵組(zǔ)或(huò)調節閥(fá)組(zǔ)的(de)調(diào)節(jiē)并不(bú)能快速、正确地(dì)達到預設流量(liàng)，需要(yào)合(hé)理分配(pèi)兩項調節(jiē)的權重，進行組合調(diào)節。系統将(jiāng)實際(jì)流量與設(shè)定流(liú)量的(de)偏差(chà)範圍(wéi)分爲3級，其範圍(wéi)依次縮小，各範(fàn)圍随系統(tǒng)運行(háng)狀況自動(dòng)調整，其初(chū)值建議取(qǔ)10%、5%、1%。
　　這一過程(chéng)中，調(diào)節閥、泵(bèng)的選擇(zé)和調整(zhěng)遵(zūn)循(xún)3個(gè)小原(yuán)則(zé)，即設備(bèi)增減數量(liàng)小，設備調(diào)節量(liàng)小，流(liú)量波(bō)動小。
（2）流量(liàng)穩定(dìng)性的判定(dìng)
　　對大部分(fèn)被檢(jiǎn)表而言(yán)，實(shí)際流(liú)量與設定(dìng)流量(liàng)之間(jiān)的偏差進(jìn)入5%範圍(wéi)内即(jí)可(kě)符合規程要求，系統将此範圍(wéi)默認爲1%（可動态(tài)調(diào)整），能夠更加(jiā)貼近用戶的實(shí)際需求。流量進入這(zhè)一範圍（即(jí)第3級調整範圍(wéi)）後，計算一段時(shí)間内所采(cǎi)集的流量點的(de)方差(chà)，判斷其(qí)穩(wěn)定狀(zhuàng)态。
（3）調(diào)節(jiē)死區的(de)處理
　　在實際流量的(de)調節過(guò)程(chéng)中存在一定數量的死(sǐ)區，這是(shì)由調節機(jī)構本(běn)身性能及檢定(dìng)設備整體結構所引(yǐn)起(qǐ)的不可控因素(sù)。正确應(yīng)對死區可以提高(gāo)流量調整速(sù)度，同(tóng)時避免邏(luó)輯判(pàn)斷進(jìn)入死(sǐ)循環而(ér)導緻程(chéng)序崩潰。對于調節中的死(sǐ)區可(kě)通過(guò)調(diào)整(zhěng)控制權重(zhòng)和提高容(róng)錯機制(zhì)處(chù)理，在(zài)第一級流(liú)量範圍(wéi)内首選調整(zhěng)控制權重(zhòng)，後(hòu)兩(liǎng)級尤其是第3級(jí)範圍内(nèi)應以提(tí)高容錯機制爲主(zhǔ)。
4.參數的學習(xí)、分析和整合
　　參數的(de)自學習、自(zì)調整是基(jī)于人(rén)工神(shén)經網(wǎng)絡控(kòng)制(zhì)（anns）的一種(zhǒng)控制(zhì)方式(shì)，并行、容(róng)錯(cuò)、自我(wǒ)學習是其(qí)與傳(chuán)統控制方(fāng)法的主要(yào)區别，如圖3所示(shì)。系統(tǒng)隻設置基本的(de)控制總則(zé)，在基本規則的框架内，系(xì)統通過在(zài)運行中不斷地采集、分析過程(chéng)數據和行爲，對(duì)其初的(de)控(kòng)制參(cān)數進(jìn)行(háng)分類、優(yōu)化。除(chú)必要(yào)算法(fǎ)和模(mó)型外(wài)，在流(liú)量調節中不使用固定(dìng)算法，而是将(jiāng)采集、處理(lǐ)過(guò)的過程(chéng)數據和設(shè)備行爲(wèi)作(zuò)爲獨立單元存(cún)儲。通(tōng)過(guò)試運行階段的(de)磨合，積累(lèi)大量(liàng)的(de)數據(jù)單元，在正(zhèng)式使用時(shí)，通過(guò)對現(xiàn)場數據和行爲(wèi)的分析，選取佳(jiā)的單(dān)元(yuán)組合，同(tóng)時記錄經調整(zhěng)後的(de)過(guò)程(chéng)數據，選擇(zé)增(zēng)加或更(gèng)新數據、行(háng)爲單(dān)元。在運行一段(duàn)時間(jiān)後，控制(zhì)系(xì)統與(yǔ)設備(bèi)間将(jiāng)達到契合(hé)度，并(bìng)且由于其(qí)關鍵(jiàn)參數一直(zhí)處于持續(xù)的優化調(diào)整中，所(suǒ)以(yǐ)其控制性能并不會(huì)因設備(bèi)性(xìng)能、狀(zhuàng)态(tài)的(de)改變而下(xià)降。同(tóng)時(shí)由于系統采(cǎi)用可調整(zhěng)的容錯(cuò)機制，能(néng)夠有(yǒu)效避免由于設備性能所(suǒ)引起的控制死(sǐ)區、系統崩潰現(xiàn)象。

5.檢定流(liú)程的自(zì)動化控制和調(diào)整
　　除(chú)必要(yào)的儀表基本(běn)信息和系統(tǒng)不能夠直接采集的環境(jìng)信息外，檢定(dìng)過(guò)程所(suǒ)需涉(shè)及的過程參數、流程(chéng)控制、數據(jù)處理(lǐ)、設備保(bǎo)護均應(yīng)作自動化處(chù)理，使系統能夠在(zài)無人狀(zhuàng)态下自(zì)動完成。
　　針(zhēn)對具(jù)體的檢定(dìng)需求(qiú)，系統(tǒng)需(xū)根(gēn)據用(yòng)戶所選擇(zé)的檢(jiǎn)定方法(fǎ)和被檢(jiǎn)表種類、精度、信号(hào)等自動(dòng)調整(zhěng)檢定方(fāng)案和自動檢定流(liú)程。以(yǐ)采用靜态(tài)質量法的(de)脈沖類電(diàn)磁流(liú)量計(jì)爲例(lì)，其檢(jiǎn)定流程如(rú)圖4所示。
　　檢(jiǎn)定流(liú)程中所(suǒ)涉及的(de)大部(bù)分功能都以模(mó)塊化方式(shì)設計，可(kě)以根據實際需(xū)求(qiú)選擇(zé)是否開(kāi)啓，以增(zēng)加系統的(de)靈活(huó)度。比如在(zài)一般(bān)檢定(dìng)中，爲得到更好的檢(jiǎn)定數據，可(kě)選(xuǎn)擇(zé)剔除(chú)粗大(dà)誤(wù)差(chà)，或對産生粗大誤差(chà)的點重新檢定。但在整體(tǐ)裝置(zhì)穩定性(xìng)評定時(shí)，需要連續(xù)10次測(cè)量數據，爲反映(yìng)設備真(zhēn)實(shí)性能(néng)，可不選擇(zé)剔除。

　　此外(wài)，檢(jiǎn)定(dìng)自動(dòng)化并(bìng)非不允許(xǔ)人(rén)爲操作，系統(tǒng)在設計(jì)上具備手/自(zì)動兩種模(mó)式，手(shǒu)動(dòng)模式的(de)存在有利于實(shí)驗性項目(mù)的開(kāi)展。
6.測量模型的(de)建立
　　作爲流量(liàng)計檢(jiǎn)定領(lǐng)域的(de)行業(yè)軟(ruǎn)件，系統(tǒng)對被(bèi)檢(jiǎn)表的誤(wù)差、重複性(xìng)、精度(dù)等數據的(de)計算(suàn)和判定(dìng)都需要遵循現行(háng)國家計量檢定規程(chéng)。其測量模型(xíng)的(de)建立應(yīng)嚴格遵(zūn)循施行(háng)中(zhōng)的計(jì)量檢定規程，同(tóng)時考(kǎo)慮到規程(chéng)的不定期(qī)更新(xīn)，更需(xū)預留(liú)更新(xīn)接口。所(suǒ)以測量模型的建立應以規程号(hào)爲分(fèn)類依(yī)據獨立編(biān)寫（雖然很(hěn)多隸(lì)屬不(bú)同規程的(de)流量計其(qí)計算(suàn)模型(xíng)是相同的(de)）。
7.突發狀況的預判及(jí)處理(lǐ)
　　系統需要(yào)考慮在檢(jiǎn)定過(guò)程中可能(néng)出(chū)現的突(tū)發情況，如(rú)采(cǎi)用靜态(tài)質量法時(shí)的溢水、開關(guān)閥門失靈等情(qíng)況。對此需要(yào)實時處理(lǐ)過程中的數據(jù)，預判可(kě)能(néng)發生(shēng)的危(wēi)險，并及時(shí)作出調整。對于(yú)來不(bú)及調整或(huò)已經發生的突(tū)發狀況，需(xū)要啓(qǐ)動緊(jǐn)急(jí)措施，避免或減少由此(cǐ)而産(chǎn)生(shēng)的不良(liáng)後果(guǒ)。
　　以質量(liàng)法(fǎ)時的(de)防溢出爲(wèi)例，當實際流量(liàng)、設定檢定(dìng)時間(jiān)、稱重罐(guàn)允(yǔn)許容(róng)積配(pèi)比不當(dāng)時（即q×t＞v），将出現(xiàn)罐内水溢(yì)出(chū)情況。爲(wèi)避免(miǎn)這(zhè)一(yī)情況(kuàng)的(de)發(fā)生(shēng)，系(xì)統實(shí)時監視流量的(de)瞬時(shí)波動(dòng)和一(yī)段時間(jiān)内(nèi)的平均值(zhí)，參考設定時間提前估算(suàn)出檢定時間内的總流量範圍，當其風險比例(lì)超出允許範圍後，将根(gēn)據具體(tǐ)情況(kuàng)選擇縮短(duǎn)時間(jiān)，暫停檢定，調整流(liú)量(liàng)等不(bú)同的(de)應對措施(shī)。預判(pàn)應對能夠消除絕大部(bù)分(fèn)的危險因(yīn)素。如果由于外在原因預判失(shī)敗，将進入緊急(jí)應對(duì)模式，此(cǐ)時(shí)應及(jí)時開通旁路和(hé)洩水通路，消除(chú)或減(jiǎn)少由此引(yǐn)起的不(bú)良(liáng)後果(guǒ)。緊急應對(duì)模式解決問(wèn)題(tí)後需(xū)要自(zì)動(dòng)回(huí)複正(zhèng)常狀(zhuàng)态，同時将此次處(chù)理操作(zuò)記錄在(zài)案。
二、結束語(yǔ)
　　液體流量(liàng)計檢定系(xì)統的(de)全自動化能有(yǒu)效降低使用者的管理和人(rén)力(lì)成本，減少(shǎo)檢定(dìng)工作(zuò)中由(yóu)于人(rén)爲因(yīn)素而增加(jiā)的(de)不(bú)确定因素(sù)，有利于檢(jiǎn)定工作的高效(xiào)、公正(zhèng)。但也應(yīng)注(zhù)意到(dào)，全自(zì)動系(xì)統對(duì)檢定設備(bèi)的硬件要(yào)求相對較(jiào)高，需(xū)要配備相(xiàng)應的信(xìn)号(hào)回饋(kuì)機構(gòu)和較高性(xìng)能的調節機構(gòu)才能保證其高(gāo)效穩定(dìng)的工作(zuò)。在成本與(yǔ)性能(néng)之間(jiān)如何平衡(héng)也是需要我們(men)進一步研究(jiū)的(de)問題。

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