油灌装控制系统是油库自动化系统中的重要组成部分，在油库的自动化建设中有着非常重要的作用。可靠性、稳定性以及灌装精度是衡量整个系统的重要标准现有对阀门的控制方式主要有两种：手动控制和经验型提前关阀。作者认为两种方法的控制精度是有提高的空间的，本文提出的控制方法就是一次探索。

　　同时，目前的基于集中式和分布式油料灌装自动控制系统各有其优缺点。集中式油料灌装控制系统是一种结构简单的控制方式，但其缺点是一旦中央控制机发生故障，将导致整个发油过程的全面瘫痪，因此其系统的可靠性不高。

　　3.1.1手动控制方式在以前的油料灌装自动控制系统中，许多对阀门的控制方式都是一种简单的手动开关阀控制。采用这种控制方式的整个灌装过程曲线图如中的点划线所示。图中为设定灌装的总油量，在灌装过程中，操作员首先按控制按钮直接将阀门开至大开度知（曲线0H段），而后进入高速发油阶段H1段或HJ段，人为预测到了相应的提前关阀控制点后（I或J点），直接关闭阀门，这样就得到实际的灌装油量（K或）。由于在I、J点处，油速较高，不容易找准相应的关阀点，使得实际灌装的油量与目标油量存在一定的误差。这种控制方式的特点是简单，但其控制精度比较低，现在己不能满足高新技术条件下对油料灌装的高精度要求。

　　3.1.2传统计算机控制方式这种控制方式根据观察各种不同的灌装情况，得到各种情况下的误差值，再将此误差值作为值预先输入到计算机中，或在实际操作过程中，手动输入。这种控制方式的阀门控制曲线与手动方式阀门控制曲线大致相同，只是在的I或J点，是一个凭经验预先设定好的某固定提前关阀点。

　　这种控制方式相对手动控制而言，其度有一定的提高，但由于在不同的灌装情况下，它给出的误差值是相对固定的，而实际的灌装有多种不同的情况，如目标油量、油温、油压等参数的不同，因此后一次的提前关阀点是一个动态的点，而不是由某个固定误差值能够代表的，它不能实时反映每种灌装的不同情况。因此从本质上讲，这种凭经验得到某固定值以提前控制关阀也不能达到一个很好的精度。

　　3.2仿人智能控制方法3.2.1基本思想在油料灌装自动控制系统中，发油的可靠性和高精度是很重要的两个指标。因此采用什么样的系统发油控制方法是至关重要的。近年来，仿人智能控制逐渐在许多控制应用中获得了较好的效果。随着人工智能、模糊控制技术的发展，现在己有许多仪器仪表亦具有智能化的特性，这也为仿人智能控制在仪器仪表上的应用打下了良好的基础。

　　在结构和功能上，仿人智能控制器的基本特点是|1（>1：分层的信息处理和决策机构（高阶产生式系统结构）；在线的特征辨识和特征记忆；开、闭环控制结合和定性决策与定量控制结合的多模态控制；启发式和直觉推理逻辑的应用。

　　仿人智能控制实质上是在行为和功能上对人进行模仿。它以人的思维方式、控制经验、行为和百。觉为基础，避开了求解繁琐的对象模型或建立模型时遇到的种种难题。实际的灌装控制系统具有非线性、时变性和不确定性，难于建立的数学模型，应用仿人智能控制就成为其适宜的选择。

　　3.2.2应用方法在灌装过程中，若要实现高精度的灌装，则对阀门的开关控制是至关重要的。仿人智能控制方法在灌装系统中的应用核心就是采用了对阀门度（即流量/流速）的分段式开关控制，如所示。

　　U度g开该图中为设定灌装的总油量，/=1，2）为第i次开阀控制点，/=1，2）为第/次关阀控制点，知为阀门开度高限，为阀门的某一中间开度。图中实线为仿人智能控制的分段式控制方式，点划线为传统的开关控制方式。

　　传统的开关控制方式在本文3.1.1中己作相关说明，现主要介绍本文提出的仿人智能控制方式。该方法模仿了熟练的操作员的灌装过程。即先将阀门开至低开度（A段），随即进入低速发油阶段（AB段），以减少开始灌装时油的喷溅和挥发；而后将阀门开至大开度（BC段），高速发油（CD段）；到了预定的关阀控制点后（D点），减小阀门开度至似0￡段），低速发油（EF段）；当灌装油量接近值时（F点，此点根据实时监控采集而得），再次减小阀门开度，直至后关闭阀门（FG段）。作者认为：按此方法就可实现小冲量、无水击、高精度的安全灌装。

　　目前，在此类灌装系统中，一般采用开关特性较好、适于轻油灌装的电液阀作为控制门。电液阀由常开电磁阀1（由常开触点控制）和常闭电磁阀2（由常闭触点制）组成。根据各曲线段的情况，对应电液阀的常开触点、常闭触点的状态特性，可总结出各曲线段所对应的电液阀常开触点rQW、常闭触点：Tea的状态如表1所示。

　　表1阀门触点状态表曲舢m占结合表1和，可归纳出对电液阀的触点few和的仿人智能控制规贝|为：以上控制规则中，各变量的初始值如下：电液阀的初始状态为心〗，=0，=0（―曰。发油开始，Ko）；於，为可选的某一中间阀门开度，知=1（表示阀门的全开度）；和。/根据实际发油情况而定，一般可取尸0.15，Fr/=0.85ffV，值的具体确定见4.1小节。

　　4仿真，当灌装到A点时，记录下A点的油量，并以目标油量减去作为F点的油量（即确定第二次关阀点：2）：而在实际控制中，通常不能十分地找准F点，这样就会产生一些控制误差，由此引入误差系在本仿真实验中，为便于比较，设定了某一目标油量（如3m3）和相关参数，选择了不同的时间步长（0.001s~0.05s），并为了仿真后一次关阀的动作误差而引入了不同取值的误差系数及：（0.90-1.10），分别以仿人智能控制和手动控制的方式进行了比较仿真实验。

　　在仿人智能控制方法中（参照），在AB段和EF段还分别按照不同的阀门中间开度（=0.1-0.7）来控制阀门进行实验，并得到了相关实验数据。例如，在理想状态下（即不考虑仪器仪表精度），当时间步长取值较小时（/aep=.ls），得到的采用两种方法的灌装相对误差典型数据如表2（此误差为控制方法误差）。

　　4.2结果分析为便于比较两种控制方式的灌装精度，将它们的实验数据作图为，此图的相对误差均采用值。（a）是当时间步长相同时fcep=0.001s），采用仿人智能控制方式时几种不同的阀门中间开度（=0.2，0.4，0.7）和手动控制方式下（即=1.0），不同的误差系数￡C与相对误差之间的关系：（b）是当误差系数￡C相同时（￡01.00），在采用仿人智能控制方式时儿种不同的阀门中间开度下=0.2，0.4，0.7）和手动控制方式下（即51.0），不同的时间步长与相对误差之间的关系。

　　表2两种控制方法的误差/卿=0.001s相注：=1.0为动控制方式。

　　由（a）可知：当时间步长的取值相同时，仿人智能控制方式比手动方式的误差小，且在仿人智能控制方，阀门中间开度取值小的比取值大的误差小，并且在￡=1的情况下（即没有开关误差时），精度高。这是因为手动控制方式的阀门开度为1（大），而仿人智能控制方式的阀门开度可控当阀门开度小的时候，通过阀门的瞬间流量小，因此其误差也相应较小，并且当￡0丨的时候，在后一次关阀点没有动作误差，因而此时灌装精度高。

　　（b）可知：当误差系数￡C的取值相同时，仿人智能控制方式比手动方式的误差小，且时间步长取值小的比取值大的误差小；在仿人智能控制方，阀门中间开度取值小的比取值大的误差小。这是因为当时间步长小的时候，每两个相邻时间段内通过阀门的瞬间流量小，因此其误差也相应较小；阀门开度与误差的关系，在此不再赘述。

　　综合（a）和（b），可得出如下结论：在时间步长误差系数疋相同的条件K，采用仿人智能控制方式的灌装精度比手动控制方式要高许多；并且在仿人智能控制方，阀门中间开度取值小的比取值大的灌装精度高；时间步长小的比时间步长大的灌装精度高：当开关误差系数￡C=1时（即没有开关误差时），灌装精度高。

　　此仿真实验中得到的误差是在没有考虑仪器仪表精度而仅考虑了控制方式的情况下而得的，在实际灌装系统中，终的灌装误差是由仪器仪表误差和控制方法误差综合而得。

　　5结束语本文给出了基于现场总线的油料灌装控制系统，并基于该系统，提出了对阀门的仿人智能控制方法。该控制方法采用对阀门的分段式开关控制，由此便可通过阀门的开度来控制其瞬间流量。在不考虑实际的仪器仪表精度的情况下，通过仿真实验比较，表明采用仿人智能控制方式的灌装精度高于传统控制方式。因此该方法在油料灌装中应具有良好的应用前景。