在流量批量控制系統(tǒng)中，計量精確度是重要的控制目標(biāo)。這里所說的計量精確度就是每批實際發(fā)料總量同預(yù)期總量的一致程度。影響計量精確度的因素除了執(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。
一、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τqv，其中滯后時間為從CPU發(fā)出關(guān)閥指令到切斷閥關(guān)死之間的全部時間，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。糾正這一誤差最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。
二、表前壓力變化對定量精確度的影響
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十分顯著，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精確度帶來兩個影響。
(1)瞬時流量不同，要求相應(yīng)改變提前量
從5.4.1節(jié)可知，執(zhí)行器動作滯后引起的誤差為τqv，合理的提前量Qf應(yīng)與此誤差值相等，即
(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精確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)流量定量控制系統(tǒng)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%。
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，偏低0.08%也屬理所當(dāng)然。
對流量傳感器的非線性進行恰到好處的校正，最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)，進而精確地計算瞬時流量，從而完成對傳感器非線性的校正。
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，精確度等級可以提高一檔是肯定的。
三、對液體熱脹冷縮引起的誤差進行補償
絕大多數(shù)液體在常溫條件下都有熱脹冷縮的特性，這對于流量傳感器以速度式為測量元件的系統(tǒng)會產(chǎn)生明顯誤差，即流體在工作溫度條件下的總量盡管控制得很準(zhǔn)，但換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的總量卻與預(yù)定值偏離很多。
糾正此項誤差的方法是對流體溫度影響進行自動補償。最簡單的補償模型是如式(5.3)所示的一次函數(shù)式。
如果常用濃度為96%，溫度變化范圍為15～25℃，則兩個點溫度對應(yīng)的密度分別為811.73kg/m3。先在酒精密度、溫度坐標(biāo)系中將這兩個點找出來，然后在其間用直線連接，按解析幾何的方法，則直線的斜率即為密度隨溫度變化的系數(shù)μ1。
四、對流體組分的變化進行補償
在流量批量控制系統(tǒng)中，有時碰到組分變化的情況，而且組分變化引起液體密度顯著變化，如果不對這種變化進行補償，勢必引起質(zhì)量總量的較大誤差，輕者影響企業(yè)效益，更重要的是影響企業(yè)聲譽。
仍以酒精為例，在表5.2 中，t=20℃時，酒精含量從95%升到96%，酒精密度就減小0.49%。在一個儲罐中，料液的組分往往都是取樣用化學(xué)法或儀器法測量得到的，最簡單的補償方法是測量組分的同時將參比溫度條件下的液體密度一同測量出來(實際上是這樣做的)，然后設(shè)置到批量控制器中，儀表運行后，即完成自動補償。
五、大小閥控制提高定量精確度
在液體人工裝桶或裝瓶的操作中，操作工有一條基本經(jīng)驗，即在即將到達(dá)控制終點時，適當(dāng)減慢罐裝速度，以提高控制精確度。人們在自動定量控制中吸收了這一條經(jīng)驗，將如圖5.4所示的單閥控制改進為大小閥控制。其中，大閥用于快速發(fā)料，小閥用于精確定量，其連接示于圖5.6。
為了使大小閥協(xié)調(diào)動作，在定量控制器中設(shè)置有“大流量發(fā)料提前量”和“小流量發(fā)料提前量”，當(dāng)操作工通過面板上的按鍵設(shè)定好“本次操作發(fā)料量”等數(shù)據(jù)后，按一下“復(fù)位”鍵，系統(tǒng)就“準(zhǔn)備就緒”，并有相應(yīng)的燈閃爍，按一下“啟動”鍵，就開始本次發(fā)料作業(yè)。這時“大閥控制接點”K1和“小閥控制接點”K2立即閉合，通過電磁閥的作用將大閥和小閥同時開足，液體經(jīng)流量計流向受槽或其他容器。當(dāng)本次發(fā)料累積值=本次發(fā)料預(yù)定值即大流量發(fā)料提前量時，大閥控制接點斷開，大閥關(guān)閉，并保持此狀態(tài)，而小閥繼續(xù)發(fā)料；當(dāng)本次發(fā)料累積值=本次發(fā)料預(yù)定值-小流量發(fā)料提前量時，小閥控制接點斷開，小閥也關(guān)閉，從而結(jié)束本次發(fā)料。
這種控制方法適用于操作周期較長的發(fā)料對象。其優(yōu)點是定量準(zhǔn)確，付出的代價是投資增加一些，發(fā)料時間也稍長一些。合理調(diào)試“大流量發(fā)料提前量”，可使發(fā)料時間趨于合理。
合理選擇小閥的流通能力是重要的，兼顧經(jīng)濟性和流量傳感器的范圍度，一般可選其為大閥流通能力的1/10左右。
