基于组态软件的流量比值过程控制系统设计

其流程图如下图4.1所示：

取PV、PV2做偏差取q01、ek0做乘法取q02、ek1做乘法取q03、ek2做乘法计算q03ek2-q02ek1+q01ek0+u(k-1)输出U(k)数据传送：u(k) →u(k-1)数据传送：ek1→ek2、ek0→ek1 图4.1 PID算法流程图

5 系统组态设计

5.1 组态图

设计系统组态图，如图5.1所示，主动量液体A的测出的流量值PV经过比值器，与PV2进行偏差运算，再进行PID运算。系统一般在手动的情况下是不输出值的，因为在此时在进行参数设置，若此时输出值，得到的结果不是预期要的，所以系统在手动的情况下PID控制无输出值输出，我们设计的这个系统在系统运行时默认是手动，只有在切换到自动的情况下，PID才有输出值输出。

图5.1 系统组态图

5.2 静态画面

图5.2 开机界面

图5.3 控制界面

图5.4 历史曲线界面

本课程设计共设计有三个画面：开机界面、控制界面、历史曲线界面。开机界面如图5.2所示，当启动系统后，我们进入开机界面，其中上面有系统的名字“基于组态软件的流量比值过程控制系统”，另外还有两个按钮，是“进入”按钮和“退出”按钮，进入按钮是通过ShowPicture(\控制界面\命令语言与控制界面相连接，其功能是进入控制界面，退出按钮的功能是退出系统。

控制界面如图5.3所示，在控制界面中有两个液罐，它们在本设计中只是作

为容器，装A、B溶液，本设计主要考虑的是流量比值控制。在主界面中还有一个电动调节阀，若干手动调节阀，两个电磁流量计，一个水泵和若干管道组成，电动调节阀是控制A的流量，两个电磁流量是测量液体的流量值。当我们启动系统后进入主界面我们设置设定值，比例系数P，积分系数Ti，为分析书Td，比值器大小Kc，设置这五个参数，此事系统是手动状态，将系统切换到自动状态，系统按设定好的PID算法得到输出，使A1流量与A2的流量成设定的比例并稳定于此。期间画面也能显示出测量值，输出值，并且管道也能模拟液体的流动。并且在主界面中也能直接观察实时曲线，实时曲线包括给定值的曲线，测量值1的曲线，测量值2的曲线，通过它可以查看系统的稳定情况。

当我们要观察历史的曲线时，我们可以单击历史曲线按钮，进入历史曲线界面，历史曲线界面如图5.4所示。历史曲线中也主要包括定值的曲线，测量值1的曲线，测量值2的曲线，历史曲线中还有两个按钮，返回按钮和退出按钮，返回按钮也是通过ShowPicture(\控制界面\命令语言与控制界面相连接，可以返回控制界面，退出按钮具有退出系统的功能。

5.3 数字字典

根据控制系统的需要建立数据词典，以便确定内存变量与I/O数据，运算数据的关系。只有在数据词典中定义的变量才能在系统的控制程序中使用。本系统中所涉及到的变量的类型主要有与AD，DA设备进行数据交换的I/O实型变量，控制电磁阀开关的I/O离散变量，用于定以开关动画连接的内存离散变量，参于PID运算的内存实型变量和实现各种动画效果所用到的内存实型或内存整型变量等。具体的数据词典如下表所示。 表5.1 数字字典

变量名 $年 $月$日 $时 $分 $秒 $日期

变量描述 变量类型 内存实型 内存实型 内存实型 内存实型 内存实型 内存实型 内存字符串 ID 1 2 3 4 5 6 7 连接设备 寄存器