流量单回路控制过程设计
过程控制单回路控制系统设计
过程控制单回路控制系统设计设计流程：1.确定控制目标：首先，需要确定控制的目标，即需要控制的变量。
在温度控制系统中，控制目标是温度。
2.选择传感器：根据控制目标选择合适的传感器。
在温度控制系统中，可以选择温度传感器。
3.选择执行器：根据控制目标选择合适的执行器。
在温度控制系统中，可以选择加热器或制冷器作为执行器。
4.设计控制器：根据传感器和执行器的特性设计控制器。
常用的控制器包括比例控制器、积分控制器和微分控制器。
5.信号处理：将传感器获取到的数据进行处理，使其适合控制器的输入。
常见的信号处理操作包括放大、滤波和变换等。
6.反馈控制：将控制器的输出与传感器的反馈信号进行比较，并根据比较结果进行调节。
常见的反馈控制算法包括比例反馈控制、积分反馈控制和模糊反馈控制等。
7.参数调节：根据实际情况对控制器的参数进行调节，使得系统达到最佳性能。
8.系统集成：将传感器、执行器、控制器和信号处理器等各部分组装成一个完整的系统，并进行功能测试和性能评估。
关键要素：1.传感器：传感器用于将被控变量转换成电信号，常见的传感器有温度传感器、压力传感器和流量传感器等。
2.执行器：执行器用于根据控制信号调节被控变量，常见的执行器有阀门、电机和加热器等。
3.控制器：控制器根据传感器信号和设定值，计算出控制信号，并将其发送给执行器，常见的控制器有PID控制器和模糊控制器等。
4.信号处理器：信号处理器用于对传感器输出的信号进行放大、滤波和变换等处理，以提高控制系统的稳定性和抗干扰能力。
5.反馈控制：反馈控制通过比较传感器输出和设定值，根据比较结果调整控制信号，以实现控制目标。
6.参数调节：控制器的性能和稳定性很大程度上取决于其参数的选择和调节，通过对控制器参数的调节，可以提高控制系统的响应速度和稳定性。
过程控制单回路控制系统设计需要结合具体的应用场景和要求进行，根据控制目标选择合适的传感器、执行器和控制器，并通过信号处理和反馈控制等措施来提高系统的性能和稳定性。
单回路控制系统实施方案
第五章单回路控制系统设计⏹本章提要1.过程控制系统设计概述2.单回路控制系统方案设计3.单回路控制系统整定4.单回路控制系统投运5.单回路控制系统设计原则应用举例⏹授课内容第一节过程控制系统设计概述单回路反馈控制系统---又称简单控制系统，是指由一个被控过程、一个检测变送器、一个控制器和一个执行器所组成地．对一个被控变量进行控制地单回路反馈闭环控制系统.单回路反馈控制系统组成方框图：简单控制系统是实现生产过程自动化地基本单元、其结构简单、投资少、易于调整和投运，能满足一般工业生产过程地控制要求、因此在工业生产小应用十分广泛，尤其适用于被控过程地纯滞后和惯性小、负荷和扰动变化比较平缓，或者控制质量要求不太高地场合.过程控制系统设计和应用地两个重要内容：控制方案地设计、调节器整定参数值地确定.过程控制系统设计地一般要求：●过程控制系统是稳定地，且具有适当地稳定裕度.●系统应是一个衰减振荡过程，但过渡过程时间要短，余差要小.过程控制系统设计地基本方法：设计方法很多，主要有对数频率特性设计法、根轨迹设计法、系统参数优化地计算机辅助设计等.过程控制系统统设计步骤：●建立被控过程地数学模型●选择控制方案●建立系统方框图●进行系统静态、动态特性分析计算●实验和仿真过程控制系统设计地主要内容：控制方案地设计：核心，包括合理选择被控参数和控制参数、信息地获取和变送、调节阀地选择、调节器控制规律及正、反作用方式地确定等.●工程设计：包括仪表选型、控制室和仪表盘设计、仪表供电供气系统设计、信号及联锁保护系统设计等.●工程安装和仪表调校●调节器参数工程整定：保证系统运行在最佳状态.第二节单回路控制系统方案设计1.被控参数地选择选取被控参数地一般原则为：选择对产品地产量和质量、安全生产、经济运行和环境保护具有决定性作用地，可直接测量地工艺参数为被控参数.●当不能用直接参数作为被控参数时，应该选择一个与直接参数有单值函数关系地间接参数作为被控参数.●被控参数必须具有足够大地灵敏度.●被控参数地选择必须考虑工艺过程地合理性和所用仪表地性能.2.控制参数地选择需要正确选择控制参数、调节器调节规律和调节阀地特性.当工艺上允许有几种控制参数可供选择时，可根据被控过程扰动通道和控制通道特性，对控制质量地影响作出合理地选择.所队正确选择控制参数就是正确选择控制通道地问题.✧扰动作用-----由扰动通道对过程地被控参数产生影响，力图使被控参数偏离给定性✧控制作用-----由控制通道对过程地被控参数起主导影响，抵消扰动影响，以使被控参数尽力维持在给定值.在生产过程有几个控制参数可供选择时，一般希望控制通道克服扰动地校正能力要强，动态响应要比扰动通道快.可由过程静态特性地分析（扰动通道静态放大倍数K f、控制通道静态放大倍数K o）、过程扰动通道动态特性地分析（时间常数T f、时延τf、扰动作用点位置）、过程控制通道动态特性地分析（时间常数T o、时延τ（包括纯时延τ0、容量时延τc）、时间常数匹配）确定各参数选择原则.根据过程特性选择控制参数地一般原则：控制通道参数选择：选择过程控制通道地放大系数K o要适当大一些，时间常数T o要适当小一些.纯时延τ0愈小愈好，在有纯时延τ0地情况下，τ0与T o之比应小—些（小于1），若其比值过大，则不利于控制.扰动通道参数选择：选择过程扰动通道地放大系数K f应尽可能小.时间常数T f要大.扰动引入系统地位置要远离控制过程（即靠近调节阀）.容量时延τc 愈大则有利于控制.时间常数匹配：广义过程(包括调节阀和测量变送器)由几个一阶环节组成，在选择控制参数时，应尽量设法把几个时间常数错开，使其中一个时间常数比其他时间常数大得多，同时注意减小第二、第三个时间常数.● 注意工艺操作地合理性、经济性.3. 系统设计中地测量变送问题被控参数地测量和变送必须迅速正确地反映其实际变化情况，为系统设计提供准确地控制依据.测量和变送环节地描述：s m m m m e s T K s W τ-+=1)( 参数选择原则：减小T m 和τm 均对提高系统地控制质量有利.若T m 较大，则会使记录曲线与实际参数之间产生较大地动态误差.从减小测量变送环节误差角度考虑，应减少仪表地量程，即增大K m . 系统设计测量和变送中涉及地问题：● 信号滤波● 信号处理● 纯时延问题● 测量时延问题● 信号传送时延问题：信号传递时延将降低控制质量.对比可采取以下改善措施：i. 若测量信号为电信号，可将转换器安装在仪表盘附近，以缩短气压信号地传送距离．若调节器输出为气压信号，可在50～60 m 距离间，装一继动器，提高气压信号地传输功率，以减小传递时间.iii. 若调节器输出为电信号，应将转换器安装在调节阀附近，或采用电气阀门定位器.4. 调节阀（执行器）地选择调节阀类型地选择：气动执行器和电动执行器调节阀口径（D g 、d g ）大小地选择：主要依据是阀地流通能力.正常工况下要求调节阀开度处于15％～85％之间. 调节阀气开、气关形式地选择：主要以安全方面考虑.调节阀流量特性地选择：系统总地放大倍数尽可能保持不变，通常被控过程地特性是非线性地(一阶以上特性)，而变送器、调节器(若比例作用时)和执行机构地放大系数是常数.因此往往通过选择调节阀地流量特性来补偿被控过程特性地非线性，从而达到系统总放大倍数不变地目地.5. 调节器控制规律地选择目地：为了使调节器地特性与控制过程地特性能很好配合，使所设计地系统能满足生产工艺对控制质量指标地要求. 调节器PID 控制规律对控制质量地影响：当广义过程地时间常数较大，纯时延较小时(即τ0／T o 很小)，引入微分作用其效果良好.此时各类调节器控制规律对控制质量地影响为：比例积分微分(PID)作用最好，比例微分（PD ）作用较好，比例（P ）作用次之，比例积分（PI ）作用较差.当过程控制通道时间常数较小，而负荷变化很快，引入微分和积分作用均要引起系统振荡，对控制质量地影响不利.● 当过程控制通道时延很大，负荷变化也很大时，单回路控制系统已不能满足工艺要求，需采用其他控制方案.调节器控制规律地选择原则： 根据00T τ比值选择控制规律： ● 2.000<T τ时，选用比例或比例积分控制规律； ● 12.000<<T τ时，选用比例积分或比例积分微分控制规律；● 100>T τ时，单回路反馈控制系统已不能满足控制要求，应根据具体情况，采用其他控制方式.根据过程特性选择控制规律：比例控制规律：适用于控制通道滞后较小，时间常数不太大，扰动幅度较小，负荷变化不大，控制质量要求不高，允许有余差地场合.如贮罐液位、塔釜液位地控制和不太重要地蒸汽压力地控制等.比例积分控制规律：引入积分作用能消除余差.适用于控制通道滞后小，负荷变化不太大，工艺上不允许有余差地场合，如流量或压力地控制.比例微分控制规律：引入了微分，会有超前控制作用，能使系统地稳定性增加，最大偏差和余差减小，加快了控制过程，改善了控制质量.适用于过程容量滞后较大地场合.对于滞后很小和扰动作用频繁地系统，应尽可能避免使用微分作用.比例积分微分控制规律：可以使系统获得较高地控制质量，它适用于容量滞后大、负荷变化大、控制质量要求较高地场合，如反应器、聚合釜地温度控制.6. 调节器正、反作用地确定正作用-----指调节器地输出随着正偏差(指测量值大于设定值)地增加而增加，即调节器地输出随着测量值增大而增大.✧ 反作用-----指调节器地输出随着正偏差地增加而减小，即调节器地输出随着测量值增大而减少.调节器作用方向确定地原则：应根据被控过程地特性及调节阀地气开、气关形式来正确选择，以使自动控制系统成为一个负反馈地闭环系统，即如果被控变量偏高，则控制作用应使之降低；相反，如果被控变量偏低，则控制作用应使之升高.控制作用对被控变量地影响应与扰动作用对被控变量地影响相反，才能使被控变量回到设定值. 控制系统各环节地极性地规定：● 正作用调节器：即当系统地测量值增加时，调节器地输出亦增加，其静态放大系数K c 取负；● 反作用调节器：即当系统地测量值增加时，调节器地输出减小，其静态放大系数K c 取正；● 气开式调节阀：其静态放大系数K v 取正；● 气关式调节阀：其静态放大系数K v 取负；● 正作用被控过程：其静态放大系数K 0取正；● 反作用被控过程：其静态放大系数K 0取负.过程控制系统要能正常工作，则该系统地各个环节地极性(可用其静态放大系数表示)相乘必须为正.变送器地静态放大系数K m 通常为正极性，故只需调节器K c 、调节阀K v 和过程地K 0极性相乘起来必须为正即可. 确定调节器正、反作用地次序过程：● 首先根据生产工艺安全等原则确定调节阀地气开气关形式；● 然后按被控过程特性，确定其正、反作用；最后根据上述组成该系统地开环传递函数各环节地静态放大系数极性相乘必须为正地原则来确定调节器地正、反作用方式.第三节 单回路控制系统整定1. 有关单回路控制系统整定地概述系统整定-----指选择调节器地比例度σ、积分时间T I 和微分时间T d 地具体数值.系统整定地实质，就是通过改变控制参数使调节器特性和被控过程特性配合好，来改善系统地动态和静态特性，求得最佳地控制效果.系统地良好控制效果一般要求：瞬时响应地衰减率9.075.0～＝ψ（以保证系统具有一定地稳定性储备），尽量减小稳态偏差(余差)、最大偏差和过渡过程时间. 注意：只有系统设计正确，仪表经过调校和正确安装之后，调节器参数地整定才是有意义地.调节器参数地整定方法：（可分为两大类）理论计算整定法：如根轨迹法、频率特性法等.这类整定方法要求已知过程地数学模型.其计算繁琐，工作量很大，而且最后得到地数据一般精度又不高，所以目前在工程上较少采用.工程整定方法：如动态特性参数法、临界比例度法、衰减曲线法、现场实验整定法等.它直接在过程控制系统中进行.其方法简单，计算简便，而且容易掌握，所得参数虽然不一定为最佳，但是实用，能解决一般性问题，所以在工程上得到了广泛应用.● 计算机仿真寻优整定法：采用最优积分准则.来求调节器地整定参数地最优值地方法.2. 理论计算整定法（介绍根轨迹法）根轨迹作图整定方法原理：应用根轨迹作图方法地原则来选择调节器地PID 参数，使系统特征方程中对瞬态响应起主导作用地根满足某一指定要求，从而使系统地瞬态响应达到指定地性能指标. 单回路反馈控制系统根轨迹地基本方程式：1)()()(0-==s W s W s W K根轨迹上各点(即系统特征方程式地根)应满足下列条件：● 幅角条件：180)12()(+±=∠N s W K ，（N ＝0，1，…）● 模值条件：1|)(|=s W K系统整定时，W 0(s)为已知，调节器W(s)地形式已定，但比例度δ，积分时间 T I 、微分时间T d 待定.利用根轨迹作图方法可以定出开环增益和一个或两个可变开环零点、极点地适当位置，使系统特征方程地主导复根位于根平面确定地折线上，从而求出调节器地整定参数值和主导复根. 比例调节器时地根轨迹作图整定方法： 比例调节器传递函数：δ1)(=s W （只有一个待定参数----比例度δ）满足指定衰减率ψ地主导复根地位置是唯一地，只要找出根轨迹与指定折线地交点，然后用模值条件即可求出比例调节器地整定参数值δ.举例：[例5-1]比例微分调节器时地根轨迹作图整定方法： 比例微分调节器传递函数：)1()1(1)(ddd T s T s T s W +=+=δδ （有两个待定参数----比例度δ，微分时间T d ）在求调节器地整定参数时，首先要确定此可变零点地位置，从而求出微分时间T d 值.然后再根据模值条件求出比例皮度δ.但是必须注意一点改变T d 值不仅改变了系统开环零点地位置，而且也改变了系统地开环增益.举例：[例5-2]比例积分调节器时地根轨迹作图整定方法： 比例积分调节器传递函数：sT s s T s W I I )1(1)11(1)(+=+=δδ （有两个待定参数----比例度δ，积分时间T I ）求取积分时间T I 、比例度δ地步骤：● 在根平面上求出T I ＝∞时比例调节器所构成地系统特征方程地主导复根p p p j m ωωλ+-=.同样地系统改用比例积分调节器后，经整定后地主导振荡成分频率pI ω低于p ω.通常m=0.221（即衰减率ψ＝0.75）时，p pI ωω)85.0~75.0(=.据此即可定出主导复根pI pI pI j m ωωλ+-=在根平面上地位置(pI λ与p λ在同一条m 值地斜线上).● 由pI λ和幅值条件定出(IT 1-，j0)零点，求出积分时间1T 值. ● 根据模值条件求出比例度δ值.举例：[例5-3]比例积分微分调节器时地根轨迹作图整定方法：比例积分微分调节器传递函数：)11(1)(***sT s T s W I d ++=δ 令I d d d I I T T F F T T FT T F +====1;;;***δδ，则有： sT s T s T s T s T s W I d dI d )1)(1()11)(1(1)(++=++=δδ （有三个待定参数----比例度δ，微分时间T d ，积分时间T I ）求取步骤：● 用调节器W(s)中地一个零点(d T 1-，j0)去抵消W 0(s)中地一个极点； 把减小一个极点后地W 0(s)作为被控过程，根据整定比例积分调节器地方法，选择调节器W(s)地另一个零点(IT 1-，j0)，并求出调节器W(s)地比例度δ；● 根据上述步骤求得地δ、T I 、T d 值，按式计算调节器地整定参数δ*、T I *、T d *值.举例：[例5-4]3. 工程整定方法动态特性参数法✧ 动态特性参数法-----根据系统开环广义过程阶跃响应特性进行近似计算地方法.原理：在调节阀W V (s)地输入端加一阶跃信号，记录测量变送器W m (s)地输出响应曲线，根据该曲线求出代表广义过程地动态特性参数(τ——过程地时延，T 0—一过程地时间常数，ε一一过程响应速度)，然后根据这些参数地数值，分别应用经验公式计算出调节器地整定参数值.举例：[例5-5]边界稳定条件下地试验整定方法（临界比例度法）特点：直接在闭合地控制系统中进行整定，而不需要进行过程动态特性地试验. 整定步骤：把调节器地积分时间T I 置于最大(T I ＝∞)，微分时间T d 置零(T d ＝0)，比例度δ置较大数值，把系统投入闭环运行，然后将调节器比例度δ由大逐渐减小，得到临界振荡过程，记下临界比例度K δ和临界振荡周期K T 值.● 根据K δ和K T 值，运用经验公式计算出调节器各个参数δ、T I 、T d 值. ● 根据上述计算结果设置调节器地参数值.观察系统地响应过程，若记录曲线不合要求，再适当调整整定参数值.阻尼振荡法（衰减曲线法）整定步骤：（4：1衰减曲线法）把调节器地积分时间T I 置于最大(T I ＝∞)，微分时间T d 置零(T d ＝0)，比例度δ置较大数值，把系统投入闭环运行，重复做扰动实验，然后将调节器比例度δ由大逐渐减小，直至记录曲线出现4：1地衰减为止，记下s δ和s T 值.如下图：● 根据s δ和s T 值，运用经验公式计算出调节器各个参数δ、T I 、T d 值.●根据上述计算结果设置调节器地参数值.观察系统地响应过程，若记录曲线不合要求，再适当调整整定参数值.现场实验整定法在现场地应用中，将调节器地整定参数按先比例、后积分、最后微分地程序置于某些经验数值后，再作给定位扰动，观察系统过渡过程曲线.若曲线还不够理想，则改变调节器地δ、T I、T d值，进行反复凑试，以寻求最佳地整定参数，直到控制质量符合要求为止.具体做法（略）4.计算机仿真寻优整定法（略）第四节单回路控制系统投运控制系统地投运-----指当系统设计、安装完毕，或者经过停车检修之后，使控制系统投入使用地过程.1.准备工作●熟悉生产工艺过程●熟悉控制方案●全面检查过程检测控制仪表●进行仪表联调试验2.系统投运●检测系统投入运行●调节阀手动遥控●调节器投运(手动→自动)第五节单回路控制系统设计原则应用举例1.喷雾式干燥设备控制系统设计生产工艺简况介绍：系统控制方案设计●被控参数选择：选干燥器地温度为被控参数；●控制参数选择：选择旁路空气量为控制参数地方案为最佳；过程检测控制仪表地选用：根据生产工艺和用户要求，选用电动单元组合(DDZ)仪表.包括测温元件及变送器（被控温度在600℃以下，选用热电阻温度计）、调节阀（选气关形式、对数流量特性、公称直径和阀心直径地尺寸）、调节器（可选用PI或PID控制规律、正作用调节器）.温度控制流程图及其控制系统框图：调节器参数整定版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.asfps。
简单过程控制系统单回路控制系统的工程设计
由表3-l可知，控制通道中时间常数大、阶数 高、有纯滞后环节都将使过程的Kmax与ωc值变小 ，从而使控制性能变差。可见应选择时间常数较 小、纯滞后小的通道作为控制通道。
(1)时间常数T0的影响
控制通道时间常数T0的大小反映了控制作 用的强弱，反映了控制器的校正作用克服扰动 对被控参数影响的快慢。
若T0太大，则控制作用太弱，被控参数变 化缓慢，控制不及时，系统过渡过程时间长， 控制质量下降。
若T0太小，虽然控制作用强，控制及时， 克服扰动影响快，过渡过程时间短，但易引起 系统振荡，使系统稳定性下降，亦不能保证控 制质量。
所以在系统设计时，要求控制通道时间常 数T0适当小一点，使其校正及时，又能获得较 好的控制质量。
数进入新的稳态值±5%(±2%)的范围内 所经历的时间。(快速性指标)
上述有的性能指标之间是相互矛盾的，应 根据工艺生产的具体要求，分清主次，统筹兼 顾。 (二)偏差积分性能指标
以目标函数形式表示，属于综合指标。 1.偏差绝对值积分(IAE--Integral of Absolute Error)
2．衰减率Ψ： (动态指标)
反映系统的稳定程度，应根据生产过 程的特点来确定适宜的Ψ值，一般取 0.75~0.9。（衰减比4:1~10:1） 3．最大偏差A(或超调量σ)
定值系统的最大偏差是指被控参数第 一个波峰值与给定值的差；随动系统通常 采用超调量指标，即
4．过渡过程时间ts 指系统从受扰动作用时起，到被控参
在工程上，以上要求往往相互矛盾 。因此在设计时，应根据实际情况，分 清主次，以保证满足最重要的质量、指 标要求并留有余地。
• 过程控制系统的品质由组成系统的结构 和各个环节的特性所决定。因此对于过 程控制系统设计者来说除了掌握自动控 制理论、计算机、仪器、仪表知识外， 还要十分熟悉生产过程的工艺流程，从 控制的角度理解它的静态与动态特性， 并能针对不同被控过程、不同的生产工 艺控制要求，设计不同的控制系统。
流量、压力调节阀PID单回路控制
一、实验名称。
流量、压力调节阀PID单回路控制二、试验设备。
电磁流量计(给水流量)、电动调节阀（阀位反馈和调动阀控制）、压力变送器（给水压力）三、实验目的。
1）、熟悉电磁流量计的结构及其安装方法。
2）、熟悉单回路流量PID控制系统的硬件配置。
3）、比较电磁流量计和涡轮流量计的不同之处。
4）、根据实验数据，比较流量PID控制和液位PID控制。
四、实验步骤。
流量调节阀控制流程图如图2.5.1所示。
步骤：水介质由泵P102从水箱V104中加压获得压头，经由流量计FT-102、调节阀FV-101进入水箱V103，通过手阀QV-116回流至水箱V104而形成水循环；其中，给水流量由FT-102测得。
本例为定值自动调节系统，FV-101为操纵变量，FT-102为被控变量，采用PID调节来完成。
压力调节阀控制流程图如图2.7.1所示步骤：水介质由泵P102从水箱V104中加压获得压头，经由调节阀FV-101进入水箱V103，通过手阀QV-116回流至水箱V104而形成水循环；其中，给水压力由PT-101测得。
本例为定值自动调节系统，FV-101为操纵变量，PT-101为被控变量，采用PID调节来完成。
五、实验要求。
1、流程图界面要求1）测试要求的组态流程图界面（要求复显），如上图2.5.2所示。
2）其他要求：设备、管路从图库中选，管路中流体流动具有动画效果；流程图界面中可包含实时曲线窗口，历史记录、操作记录、报表界面可从流程图界面调出。
2、实时曲线要求引入调节器PV、MV、SP三个变量；三条曲线颜色便于区分，对应变量名标示清楚；时间轴跨度两分钟，采样周期不大于两秒；振荡时的幅值便于分析过渡过程。
3、操作记录要求引入流量计流量高、低限实时报警记录，记录中显示报警时间、报警限值（可自定）、报警值及报警的具体描述。
4、历史记录要求引入调节器PV、MV、SP三个变量；调用历史趋势曲线控件进行绘制；时间轴、数值轴的设置便于分析历史趋势。
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⑤ 点击左侧“功能组件→信号源”菜单栏里的“控制器输入”模块， 然后按住鼠标 左键将“控制器输入”模块拖入到右侧的控制器组态空白区域，此时“控制器输入”模块自 动命名为数据源，如下图所示：
⑥ 双击“数据源”模块，弹出“数据采集点配置”对话框，点击“数据点采集配置” 对话框里的“BROWSE”按钮，弹出“数据源”列表对话框，点击“数据源”列表对话框里 的“仪表”选项，找到 FI101，双击 FI101 向下弹出“仪表数据”，单击选择“仪表数据”， 点击“确定”按钮。如下图所示：
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击选择“阀门开度”，点击“确定”按钮，则“数据输出点配置”对话框里“位号”位置显 示出“FV101-阀门开度”，如下图所示，点击确定，完成。
⑨ 点击控制器组态工具栏“接线”按钮， 然后点击“数据源（FI101-仪表数据）”中 心的小黑点，再点击“PID 控制器”PV 旁的小圆圈，则控制器输入和 PID 控制器信号通讯连 接完成。点击控制器组态工具栏“接线”按钮， 然后点击“PID 控制器”PV 旁的小黑点， 再点击“控制输出点（FV101-阀门开度）”中心的小圆圈，则 PID 控制器和控制器输出信号 通讯连接完成。如下图所示：
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⑦ 点击左侧“功能组件→控制器”菜单栏里的“PID 控制器”模块， 然后按住鼠标 左键将“PID 控制器”模块拖入到右侧的控制器组态空白区域，并双击此模块，进行配置。
位号输入 LIC101；由于调节阀 FV101 为气开阀，则调节阀 FV101 为正作用，根据控制 回路的负反馈关系，由此判断控制器为反作用，手/自动状态选择“手动”。PID 参数设置， Kc（P-比例）输入 2.5，Ti（积分）输入 10000（Ti 值不能小于 0.1），Td（微分）输入 0，输 入的 PID 参数为参考值，可根据 PID 整定方法及 4:1 衰减曲线寻求最佳的 PID 参数。点击 “确定”按钮，则完成 PID 控制器配置。
单闭环流量定值控制系统毕业设计
目录第1章实验装置介绍 (1)1.1对象系统组成 (1)1．2 对象系统主要特点 (2)第2章系统的方案设计 (3)2.1硬件设计 (5)2.2软件设计 (6)第3章组态王软件设计 (10)3.1组态王软件介绍 (10)3.2使用组态王 (11)3. 3 创建组态画面 (14)3. 4 动画连接 (18)第4章系统中的问题和解决方案 (22)4.1控制规律的确定 (22)4.2调节器参数的整定方法 (23)总结 (27)参考文献 (28)第1章实验装置介绍1.1 对象系统组成（1）过程控制实验对象系统实验对象系统包含有：不锈钢储水箱；上、中、下三个串接有机玻璃圆筒型水箱；三相4.5kw电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加热筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成）和铝塑盘管组成。
系统动力系统两套：一套由三相（380V交流）不锈钢磁力驱动泵、电动调节阀、交流电磁阀、涡轮流量计等组成；另一套由日本三菱变频器、三相不锈钢磁力驱动泵（220V变频）、涡轮流量计等组成。
整套对象系统完全由不锈钢材料制造，包括对象框架、管道、底板、甚至小到每一颗紧固螺钉。
如图1-1（2）对象系统中的各类检测变送及执行装置扩散硅压力变送器三只：分别检测上水箱、中水箱、下水箱液位；涡轮流量计三只：分别检测两条动力支路及盘管出水口的流量；Pt100热电阻温度传感器六只：分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（三只）及上水箱出水口水温；控制模块：包括电磁阀、电动调节阀各一个；三相380V不锈钢磁力驱动泵、三相220V不锈钢磁力驱动泵；1．2 对象系统主要特点（1）被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数；（2）执行器中既有电动调节阀仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器；（3）系统除了能改变调节器的设定值作阶跃扰动外，还可在对象中通过电磁阀和手操作阀制造各种扰动；（4）一个被调参数可用不同的动力源、不同的执行器和不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣；（5）能进行多变量控制系统及特定的过程控制系统实验。
单闭环流量定值控制系统的设计方案毕业设计
单闭环流量定值控制系统的设计⽅案毕业设计⽬录第1章实验装置介绍 (1)1.1对象系统组成 (1)1．2 对象系统主要特点 (2)第2章系统的⽅案设计 (3)2.1硬件设计 (5)2.2软件设计 (6)第3章组态王软件设计 (10)3.1组态王软件介绍 (10)3.2使⽤组态王 (11)3. 3 创建组态画⾯ (14)3. 4 动画连接 (18)第4章系统中的问题和解决⽅案 (22)4.1控制规律的确定 (22)4.2调节器参数的整定⽅法 (23)总结 (27)参考⽂献 (28)第1章实验装置介绍1.1 对象系统组成（1）过程控制实验对象系统实验对象系统包含有：不锈钢储⽔箱；上、中、下三个串接有机玻璃圆筒型⽔箱；三相4.5kw电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加热筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成）和铝塑盘管组成。
系统动⼒系统两套：⼀套由三相（380V交流）不锈钢磁⼒驱动泵、电动调节阀、交流电磁阀、涡轮流量计等组成；另⼀套由⽇本三菱变频器、三相不锈钢磁⼒驱动泵（220V变频）、涡轮流量计等组成。
整套对象系统完全由不锈钢材料制造，包括对象框架、管道、底板、甚⾄⼩到每⼀颗紧固螺钉。
如图1-1（2）对象系统中的各类检测变送及执⾏装置扩散硅压⼒变送器三只：分别检测上⽔箱、中⽔箱、下⽔箱液位；涡轮流量计三只：分别检测两条动⼒⽀路及盘管出⽔⼝的流量；Pt100热电阻温度传感器六只：分别⽤来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（三只）及上⽔箱出⽔⼝⽔温；控制模块：包括电磁阀、电动调节阀各⼀个；三相380V不锈钢磁⼒驱动泵、三相220V不锈钢磁⼒驱动泵；1．2 对象系统主要特点（1）被调参数囊括了流量、压⼒、液位、温度四⼤热⼯参数；（2）执⾏器中既有电动调节阀仪表类执⾏机构，⼜有变频器等电⼒拖动类执⾏器；（3）系统除了能改变调节器的设定值作阶跃扰动外，还可在对象中通过电磁阀和⼿操作阀制造各种扰动；（4）⼀个被调参数可⽤不同的动⼒源、不同的执⾏器和不同的⼯艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、⽐较各种调节⽅案的优劣；（5）能进⾏多变量控制系统及特定的过程控制系统实验。
单回路液位,流量,压力控制系统设计
姓名：王占宝班级：测控09-9班学号： 2 9指导教师：白天2012 年 3 月 25 日目录（一）单回路液位控制系统（二）单回路流量控制系统（三）单回路压力控制系统（四）复杂系统串级控制实验（五）心得体会（一）单回路液位控制系统一、实验目的了解单回路液位控制系统的组成；PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理和工作情况。
二、实验步骤1、按图1熟悉系统的组成。
2、检查连接线路和水路。
连接管路L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、 L9、L10、L11和手动阀F1、F2(关)、F3、F5。
3、检查电源输入、输入输出端子等是否短路，正常后通电，观测超声波传感器的输出以及工控机的模拟输入。
4、标定液位测量变换值并建立被控对象的数学模型（可等效成一阶惯性环节）。
5、测试输出电路。
6、设定、调整工控机中PID参数。
①在主窗口【简单控制系统】下拉菜单中选择【液位控制】，出现一个子窗口，显示了液位系统的控制示意图②单击示意图中的【控制器】出现下图所示属性页（控制器设置）：若选择PID控制器，只需设置Kp，Ki，Kd的值即可其中，Kc为控制器的增益，Ki为积分增益，Kd为微分增益。
Ti和Td分别为积分时间和微分时间，他们都具有时间量纲s和1/s，Δt为采样时间（若需要使用自定义控制器，则选定“自定义控制器”然后在相应程序中添加代码）。
7、给定液位设定值3000mL，记录闭环控制曲线。
①点击选项卡上的【运行参数设置】，出现如下所示界面：②设定值范围900～7600mL，注意每次的设定值不同，系统将从一个稳态向另一个稳态跃变，不必使系统归零后再进行下一次试验采样时间默认值为100ms（可根据实际情况修改），运行时间根据被控对象的时间常数合理选取，由于液位时间惯性小，此处可设较小的运行时间，如100～200000s。
8、改变PID参数，重复7。
9、打开水路调节阀F2，做扰动实验。
三、实验结果及分析1、参数：kp=90,ki=2;2、运行结果：3、分析：kp为比例放大倍数，kp越大，系统的稳定性下降，但精度提高；ki为积分时间，ki越小，积分作用加强，系统的稳定性降低。
管道流量单回路控制系统设计与调试
管道流量单回路控制系统设计和调试管道流量单回路控制系统设计和调试一、控制目的总体控制方案在保证安全、可靠运行的情况下，采用现代控制理论和方法，实现计算机自动监控。
并能够完成数据存储、动态显示、数据分析、报表打印等功能。
其稳定度、控制精度、响应速度达到设计要求根据设定的管道对象和其他配置，运用计算机和InTouch组态软件，设计一套监控系统，并通过调试使得管道流量维持恒定或保持在一定误差范围内。
二、性能要求1．要求管道流量恒定，流量设定值SP自行给定。
2．无扰时，流量基本恒定，由控制电动调节阀实现。
3．有扰时：改变变频器频率，管道流量允许波动。
4．预期性能：响应曲线为衰减振荡；允许存在一定误差；调整时间尽可能短。
三、方案设计及控制规律的选择依据现有实验设备和装置,装置柜采用浙江大学求是公司PCT-III过程控制系统实验装置,含被控对象―水箱、管道（直径4公分）、仪表、供水设备、开关电磁阀和电动调节阀等。
. 控制台采用浙江大学求是公司PCT-III过程控制系统实验装置, 含接线端子、485总线模块、控制电源。
1．方案控制设计本设计采用单回路反馈控制。
通过比较反馈量和给定值的偏差，利用反馈控制规律控制电动阀的打开和闭合，如图2.1所示：图2.1流量单回路控制系统方框图2．PID 控制规律PID （Proportional Integral Derivative ）控制是控制工程中技术成熟、使用广泛的一种控制策略，经过长期的工程实践，已形成了一套完整的控制方法和典型的结构。
它不仅适用于数学模型已知的控制系统中，而且对于大多数数学模型难以确定的工业过程也可使用。
PID 控制参数整定方便，结构改变灵活，在众多工业过程控制中取得了满意的使用效果。
随着计算机技术的迅速发展，将PID 控制数字化，在计算机控制系统中实施数字PID 控制，已成为一个新的发展趋势。
因此，PID 控制是一种很重要、很实用的控制规律。
比例控制、积分控制和微分控制的组合称为比例加积分加微分控制。
单回路控制系统的工程设计方案
单回路控制系统的工程设计方案1. 系统概述单回路控制系统是一种常见的控制系统形式，通常由传感器、执行器、控制器和系统输入/输出组成。
本文将详细介绍一个单回路控制系统的工程设计方案，包括系统硬件、软件和调试方案等。
2. 系统硬件设计2.1 传感器传感器是单回路控制系统的重要组成部分，用于将要控制的物理量转换为电信号。
在本设计方案中，我们选择了温度传感器作为示例。
温度传感器通常使用模拟输出，因此需要使用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
我们将选择一个精度高、输出稳定的温度传感器，并通过ADC将其输出转换为数字信号。
2.2 执行器执行器用于根据控制信号执行相应的操作。
在本设计方案中，我们选择了一个简单的电机作为示例。
电机通常需要驱动电路来提供足够的电流和电压以实现正常运转。
我们将选择合适的电机型号，并设计一个驱动电路，以便根据控制信号控制电机的转动方向和速度。
2.3 控制器控制器是单回路控制系统的核心部分，它根据传感器的反馈信号和系统输入，计算出控制信号并输出给执行器。
在本设计方案中，我们选择了一个单片机作为控制器，并使用C语言编程来实现控制算法。
我们将选择合适的单片机型号，并编写相应的控制程序。
2.4 系统输入/输出系统输入用于接收外部的控制信号或命令，而系统输出用于向外部反馈控制结果。
在本设计方案中，我们选择了一个开关作为示例的系统输入，用于启动或停止控制系统。
系统输出将显示当前的温度值和电机的运行状态。
3. 系统软件设计3.1 控制算法控制算法是控制系统的灵魂，决定了系统如何根据传感器反馈来生成控制信号。
在本设计方案中，我们选择了经典的PID控制算法作为示例。
PID控制算法可以根据系统误差、误差变化率和误差累积值来计算出控制信号。
我们将在控制器程序中实现PID控制算法，并根据具体的需求进行调参。
3.2 控制器程序设计控制器程序设计是系统软件设计的关键部分。
在本设计方案中，我们将使用C语言来编写控制器程序，并根据具体的硬件和算法需求进行调整。
08.单回路流量定值控制
第六节单闭环流量定值控制
一、强电连线
将三相电源输出端U、V、W对应连接三相磁力泵（～380V）的输入端U、V、W；将电动调节阀的～220V输入端L、N接至单相电源Ⅲ的3L、3N端；
二、实验结构图
三、实验步骤
1. 按上述要求连接实验系统，并将对象相应的水路打开（打开阀F1-1、F1-2、F1-8、F1-11，其余阀门均关闭）。
2. 用电缆线将对象和DCS控制台连接起来。
3. 合上DCS控制屏电源，启动服务器和主控单元。
4. 在工程师站的组态中选择“DCSsystem”工程进行编译下装。
5. 启动操作员站，选择运行界面中的实验9，进入实验九流程图。
6. 启动对象总电源，并合上相关电源开关（三相电源、单相Ⅲ、24V电源），开始实验（如果是控制柜，打开三相电源总开关、三相电源、单相开关，并同时打开三相磁力泵电源开关、电动调节阀电源开关、控制站电源开关）。
7. 在流程图的流量测量值上点击左键，弹出PID窗口，进行相应参数的设置。
8. 设置好流量的给定值，先把调节器输出设为手动，通过电动调节阀给下水箱打水，待管道流量趋于给定值且不变后，把手动切换为自动，使系统进入自动运行状态。
9. 当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增/减5%～15%），观察系统的输出响应曲线。
10. 待系统进入稳态后，适量打开电动阀两端的旁路阀，观察在阶跃扰动作用下管道流
量的响应过程。
11. 通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动态性能指标。
12. 在实验中可点击窗口中的“趋势”下拉菜单中的“综合趋势”，可查看相应的实验曲线。
单回路控制方案设计
单回路控制方案设计引言在工业自动化控制系统中，回路控制方案设计是非常重要的一局部。
单回路控制方案是指仅仅针对一个回路的控制方案。
本文将介绍单回路控制方案设计的要点和步骤。
设计要点在进行单回路控制方案设计时，需要考虑以下几个要点：1.回路类型：确定回路的类型，例如电气回路、液压回路、气动回路等。
2.控制对象：确定回路需要控制的对象，例如电机、液压缸、阀门等。
3.控制方式：确定回路的控制方式，例如开环控制、闭环控制。
4.控制信号：确定回路的控制信号，例如电压、电流、压力等。
5.控制策略：确定回路的控制策略，例如PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
设计步骤进行单回路控制方案设计时，通常需要按照以下步骤进行：步骤一：系统分析和建模在设计控制方案之前，首先需要对要控制的回路进行分析和建模。
分析回路的结构和特性，并将其建模为数学模型。
数学模型可以是微分方程、差分方程、传输函数等形式。
步骤二：确定控制目标根据系统分析和建模的结果，确定回路的控制目标。
控制目标可以是稳定性、性能指标〔如超调量、调节时间〕、鲁棒性等。
步骤三：选择控制策略根据控制目标和回路的性质，选择适宜的控制策略。
常用的控制策略包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
步骤四：设计控制器根据选择的控制策略，设计出相应的控制器。
控制器可以是PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
步骤五：仿真和优化设计完控制器后，进行仿真实验。
根据仿真结果对控制器进行优化，调节控制参数，使得回路的控制性能到达要求。
步骤六：实现和调试根据优化后的控制器参数，实现控制方案，并进行调试。
根据实际运行情况对控制方案进行调整，直到满足控制要求。
总结单回路控制方案设计是工业自动化控制系统中的重要环节。
在进行设计时，需要考虑回路类型、控制对象、控制方式、控制信号和控制策略等要点，并按照系统分析和建模、确定控制目标、选择控制策略、设计控制器、仿真和优化、实现和调试的步骤进行。
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过程控制系统课程设计题目:基于组态软件的流量单回路过程控制系统设计院系名称：电气工程学院专业班级：自动化1304 学生姓名：***学号： ************ 指导教师：**设计地点： 31520 设计时间： 2016.06.23-2016.07.04工业过程控制课程设计任务书之八目录摘要 (1)1 设计目的与要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)2 系统结构设计 (1)2.1 控制方案 (1)2.2 系统结构 (2)3 过程仪表选择 (3)3.1 液位传感器 (3)3.2 电磁流量传感器、电磁流量转换器 (3)3.3电动调节阀 (4)3.4变频器 (5)3.5水泵 (5)3.6电磁阀 (5)3.7开关电源 (6)3.8测量要求 (6)3.9选择过程模块 (6)4 系统组态设计 (7)4.1工艺流程图与系统组态图设计 (8)4.2 组态画面 (9)4.3 数据字典 (10)4.4实时曲线 (12)4.5实时报表与命令语言 (12)4.6应用程序if(\\io\kz==1) (13)5单回路控制系统PID控制算法 (14)设计心得 (16)摘要过程控制就是对工业过程的自动控制，它采用测量仪表，执行机构和计算机等自动化工具设计控制系统实现生产过程自动化。
流量单回路控制系统就是采用计算机，传感器等设备对水箱的水位进行控制使其达到预期的状态。
组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动化控制系统，它以标准的工业计算机软件，硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
关键词：流量单回路组态王PID控制1 设计目的与要求1.1 设计目的通过某种组态软件，结合实验已有设备，按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用但闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有美观组态画面和较完善组态控制程序的流量单回路过程控制系统。
1.2 设计要求(1) 根据流量单回路过程控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。
(2) 根据流量单回路过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用过程模块。
(3) 根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。
(4) 运用组态软件，正确设计流量但回路过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。
(5) 提交包括上述内容的课程设计报告。
2 系统结构设计2.1 控制方案整个过程控制系统由控制器、调节器、测量变送、被控对象组成。
在本次控制系统中控制器为计算机组态控制，采用算法为PID控制规律，调节器为电磁阀，测量变送为HB、FT两个组成，被控对象为流量PV 。
结构组成如下图2.2所示。
当系统启动后，水泵开始抽水，通过管道分别将水送到上水箱和下水箱，由HB 返回信号，是否还需要放水到下水箱。
若还需要（即水位过低），则通过电磁阀控制流量的大小，加大流量，从而使下水箱水位达到合适位置；若不需要（即水位过高或刚好合适），则通过电磁阀使流量保持或减小。
其整个流程图如图2.1所示。
FT HB计算机上水箱储水箱下水箱FT水泵流量单回路控制系统图2.1 流量单回路控制系统流程图2.2 系统结构过程控制系统由四大部分组成，分别为控制器、调节器、被控对象、测量变送。
本次设计为流量回路控制，即为闭环控制系统，如下图2.2.图2.2 流量单回路控制系统框图计算机 器 变频器 水泵管道 流量检测传感器 _ SPP V PV13 过程仪表选择3.1 液位传感器液位传感器用来对上位水箱和下位水箱的液位进行检测，采用工业用的DBYG扩散硅压力变送器，本变送器按标准的二线制传输，采用高品质、低功耗精密器件，稳定性、可靠性大大提高。
可方便地与其它DDZ--ⅢX型仪表互换配置，并能直接替换进口同类仪表。
校验的方法是通电预热15分钟后，分别在零压力和满程压力下检查输出电流值。
在零压力下调整零电位器，使输出电流为4mA，在满量程压力下调整量程电位器，使输出电流为20mA。
本传感器精度为0.5级，因为为二线制，故工作时需串24V直流电源。
图3.1液位传感器3.2 电磁流量传感器、电磁流量转换器⑴流量传感器用来对电动调节阀的主流量和干扰回路的干扰流量进行检测。
根据本实验装置的特点，采用工业用的LDS-10S型电磁流量传感器，公称直径10mm，流量0~0.3m3/h，压力1.6Mpmax，4-20mA标准信号输出。
可与显示，纪录仪表，积算器或调节器配套。
避免了涡轮流量计非线性与死区大的致命缺点，确保实验效果能达到教学要求。
主要优点：1.）采用整体焊接结构，密封性能好；2.）结构简单可靠，内部无活动部件，几乎无压力损失；3.）采用低频矩形波励磁，抗干扰性能好，零点稳定；4.）仪表反应灵敏，输出信号与流量成线性关系，量程比宽；⑵流量转换器采用LDZ-4型电磁流量转换器，与LDS-10S型电磁流量传感器配套使用，输入信号：0~0.4mV输出信号：4 ~20mA DC，允许负载电阻为0~750Ω，基本误差：输出信号量程的±0.5%。
图3.21电磁流量传感器图3.22电磁流量转换器3.3电动调节阀电动调节阀对控制回路流量进行调节。
采用德国PS公司进口的PSL202型智能电动调节阀，无需配伺服放大器，驱动电机采用高性能稀土磁性材料制造的同步电机，运行平稳，体积小，力矩大，抗堵转，控制精度高。
控制单元与电动执行机构一体化，可靠性高、操作方便，并可与计算机配套使用，组成最佳调节回路。
有输入控制信号4-20mA 及单相电源即可控制运转实现对压力流量温度液位等参数的调节，具有体积小，重量轻，连线简单，泄漏量少的优点。
采用PS电子式直行程执行机构，4-20mA阀位反馈信号输出双导向单座柱塞式阀芯，流量具有等百分比特性，直线特性和快开特性,.阀门采用柔性弹簧连接，可预置阀门关断力，保证阀门的可靠关断，防止泄露。
性能稳定可靠，控制精度高，使用寿命长等优点。
图3.3调节阀图3.4变频器3.4变频器三菱FR-S520变频器（见上图），4-20mA控制信号输入，可对流量或压力进行控制，该变频器体积小，功率小，功能非常强大，运行稳定安全可靠，操作方便，寿命长，可外加电流控制，也可通过本身旋扭控制频率。
可单相或三相供电，频率可高达200Hz。
3.5水泵采用丹麦格兰富循环水泵。
噪音低，寿命长，不会影响教师授课减少使用麻烦。
功耗小，220V供电即可，在水泵出水口装有压力变送器，与变频器一起可构成恒压供水系统。
图3.5水泵3.6电磁阀图3.6电磁阀3.7开关电源DC24V的开关电源，最大电流为2A，满足实验的需要。
图3.7开关电源3.8测量要求测量范围：液位：0~450 cm流量：0~0.3 m3 /h测量精度：液位：<2%流量：<0.1%3.9选择过程模块1. D/A模块：nudan7024模块外形模块原理模块接线模块性能：电流输出4－20Ma；2.A/D模块：nudan7017――电压输入3.DO模块：nudan70434..通讯模块：当需要构成计算机控制系统时，过程控制装置的数据采集和控制采用目前最新的牛顿7000系列远程数据采集模块和组态软件组成，完全模拟工业现场环境，先进性与实用性并举。
有效地拉近了实验室与工业现场的距离。
它体积小，安装方便，可靠性极高，D/A7024模块4路模拟输出，电流（4～20mA）电压（1～5V）信号均可，A/D7017模块8路模拟电压（1～5V）输入，485/232 转换7520模块，转换速度极高（300～115KHz），232口可长距离传输。
图3.9牛顿模块示意图4 系统组态设计本文是基于组态王的流量单回路的控制系统的设计，经了解得到组态王属于上位机软件，可以由组态王根据所检测得到的数据，通过的脚本程序，控制相应的执行元件，减少了人工操作的麻烦，使操作起来更加方便、安全。
4.1工艺流程图与系统组态图设计根据测试要求，首先打开系统启动按钮，选择进入手动或自动状态（默认进入手动状态）。
如果进入手动状态，则打开阀门，可以设定给定值SP 和阀门开度控制Uk0来控制水箱水位，手动控制直接达到工艺要求；如果选择自动状态，打开所有阀门，设定给定SP ，调节PID 控制器的比例增益，积分时间，微分时间三个参数进而控制阀门开度，直到上水箱水位液位恒定。
工艺控制流程图如图4.1.1所示，系统组态图如图4.1.2所示，控制流程图如图4.13所示。
图4.1.1 工艺流程图 图4.1.2 系统组态图FA/D计算机D/APID1自动OUT手动LSP U(k) – IO 0PV(IN 2)图4.1.3控制流程图4.2 组态画面图4.2组态画面4.3 数据字典图4.3数据词典4.4实时曲线图4.4实时曲线4.5实时报表与命令语言图4..5.1实时报表图4.5.2命令语言4.6应用程序if(\\io\kz==1){\\io\S=9;}if(\\本站点\K2==1){\\本站点\a01=\\本站点\P1*(1+1/\\本站点\I1+\\本站点\D1);\\本站点\a11=\\本站点\P1*(1+2*\\本站点\D1);\\本站点\a21=\\本站点\P1*\\本站点\D1;\\本站点\ek0=\\本站点\sp1-\\io\流量1;\\本站点\uk=\\本站点\a01*\\本站点\ek0-\\本站点\a11*\\本站点\ek01+\\本站点\a21*\\本站点\ek02+\\本站点\uk01;\\本站点\uk01=\\本站点\uk;\\本站点\ek02=\\本站点\ek01;\\本站点\ek01=\\本站点\ek0; if(\\本站点\uk<1000) {if(\\本站点\uk<0) {\\本站点\uk0=0; }else{\\本站点\uk0=\\本站点\uk; } }else{\\本站点\uk0=1000;} }\\io\d=\\本站点\uk0;5单回路控制系统PID 控制算法根据流量单回路控制系统的原理，运用组态王所提供的类似于C 语言的程序编写语言实现PID 控制算法。
本系统采用PID 位置控制算法，其控制算式如下u(k)=u(k -1)+p k (1+T T T T D I +)e(k)-p k (1+T T D 2)e(k -1)+p k TT D e(k -2) =u(k -1)+0a e(k)-1a e(k -1)+2a e(k -2)0a =p k (1+TT T T DI +)1a =p k (1+TT D 2) 2a =p k T T D上述算式中，Kp 为比例系数，TI 为积分时间，TD 为微分时间，以 u(k)作为计算机的当前输出值，以sp 作为给定值，pv 作为反馈值即AD 设备的转换值，e(k)作为偏差。