隨著自動(dòng)化儀表技術(shù)的飛速發(fā)展，液位儀表被廣泛應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域，自動(dòng)校準(zhǔn)的結(jié)果直接影響了液位檢測(cè)的測(cè)量精度，因此自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案對(duì)液位檢定裝置有著重要意義。

  在現(xiàn)代自動(dòng)測(cè)量?jī)x表要使其在工作中保證精度，必須在使用前進(jìn)行校準(zhǔn)。該校準(zhǔn)系統(tǒng)由控制、驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、數(shù)據(jù)采集四個(gè)字系統(tǒng)組成。硬件裝置主要包括點(diǎn)擊、減速器、電磁離合器、扭矩限制器、卷筒、拉力傳感器、接近開(kāi)關(guān)、上基準(zhǔn)版、控制系統(tǒng)硬件組成。

  采用雙頻激光干涉僅作為距離計(jì)量?jī)x器，利用光線衍射原理使其可以達(dá)到*的計(jì)量精度口3。通過(guò)浮子上安裝的光反射器就可以用來(lái)檢測(cè)浮子與罐頂上基準(zhǔn)板的相對(duì)位置，從而測(cè)定浮子在罐中的準(zhǔn)確位置，通過(guò)比較液位儀表的即時(shí)結(jié)果，即可對(duì)所采用的液位僅表進(jìn)行準(zhǔn)確的校準(zhǔn)。考慮到雙頻激光干涉儀本身的抗*力強(qiáng)，配合托盤(pán)與拉力傳感器等上浮裝置可以達(dá)到較高的精度，故選擇其作為檢測(cè)校準(zhǔn)系統(tǒng)的標(biāo)定儀器。電杋正轉(zhuǎn)時(shí)，卷筒正向轉(zhuǎn)動(dòng)，收縮拉繩，帶動(dòng)浮子底部的托盤(pán)向上運(yùn)動(dòng)，使浮子上升。當(dāng)浮子上升至罐頂，觸碰到上基準(zhǔn)板，電磁離合器將減速器和卷筒分開(kāi)，裝置停止運(yùn)行，此時(shí)浮子所在位置為零點(diǎn)。反轉(zhuǎn)時(shí)，卷筒隨之反轉(zhuǎn)，浮子緩慢下降。當(dāng)浮子下方的托盤(pán)降至罐底時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行液位測(cè)量。

  系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速直接影響著校準(zhǔn)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性在本系統(tǒng)中減速器與卷筒間接相連由傳動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)。

  零點(diǎn)校準(zhǔn)的過(guò)程：當(dāng)浮子開(kāi)始上升嵌入式CPU隨之開(kāi)始工作以確保電機(jī)的速度可控，并實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)整電機(jī)速度，浮子上升到與基準(zhǔn)板接觸時(shí)，內(nèi)部控制CUP接收到由傳感器所發(fā)出的信號(hào)控制電機(jī)緩慢旋轉(zhuǎn)至拉力預(yù)值，此時(shí)由電機(jī)下達(dá)分離信號(hào)使電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)分離，達(dá)到零點(diǎn)校準(zhǔn)的目的。在這個(gè)過(guò)程中嵌入式CPU將通過(guò)內(nèi)部運(yùn)算，實(shí)時(shí)處理傳入的信息并實(shí)時(shí)的顯示拉力值。在浮子運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，扭矩限制器與拉力傳感器同時(shí)工作。作用在卷筒上的力矩隨卷筒本身的上下運(yùn)動(dòng)而發(fā)生實(shí)時(shí)變化。當(dāng)扭矩值根據(jù)控制器設(shè)定到達(dá)動(dòng)作預(yù)值時(shí)，扭矩限制器動(dòng)作，將傳動(dòng)裝置電機(jī)與本系統(tǒng)脫離從而保證運(yùn)行中的浮子穩(wěn)定可靠的停留在預(yù)定位置。在零點(diǎn)校準(zhǔn)過(guò)程中，預(yù)防扭矩限制器也可能發(fā)生故障，為了有效避免由于該機(jī)構(gòu)的故障而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，或校準(zhǔn)失敗還需要設(shè)計(jì)另一套保護(hù)機(jī)構(gòu)，利用接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)浮子與上基準(zhǔn)板接觸到達(dá)一定程度時(shí)，近接開(kāi)關(guān)控制電磁離合器斷開(kāi)，啟動(dòng)二重過(guò)載保護(hù)。

  自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)后的執(zhí)行部分是由小型電機(jī)來(lái)完成的，對(duì)電機(jī)調(diào)速控制的精確程度在很大程度上直接影響到測(cè)量?jī)H表的使用精度。在實(shí)際的應(yīng)用中對(duì)不同的工業(yè)環(huán)境中，常規(guī)PID對(duì)運(yùn)行工況的適應(yīng)性很差回在本方案中，對(duì)電機(jī)的調(diào)速控制采用模糊PID調(diào)速算法，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)整信號(hào)在本方案通過(guò)拉力轉(zhuǎn)變而來(lái)，而拉力信號(hào)來(lái)源于浮子與上基準(zhǔn)板所產(chǎn)生的浮動(dòng)壓力。根據(jù)傳感器送來(lái)的拉力數(shù)據(jù)參數(shù)，通過(guò)本方案所設(shè)定的模糊PID控制器，將電機(jī)在上一時(shí)刻所記錄的轉(zhuǎn)速參數(shù)值與實(shí)時(shí)記錄的當(dāng)前轉(zhuǎn)速值以比較輸入該控制器牧戶PID算法調(diào)節(jié)PWM脈沖的占空比后輸出控制量，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。直到拉力值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，點(diǎn)擊停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

  北京恒升偉業(yè)SKD100實(shí)標(biāo)法液位計(jì)檢定裝置采用了新型的機(jī)械與電子結(jié)合的自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，并對(duì)傳統(tǒng)的電擊控制方案進(jìn)行了改進(jìn)，大大提高了系統(tǒng)的零點(diǎn)校準(zhǔn)精度和效率，對(duì)于液位計(jì)自動(dòng)檢測(cè)有著重要意義。