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自动化应用软件实训报告

1绪论

随着科学技术的快速发展，人们对过程控制提出了更高的要求，在许多生产

过程中，要求两种或两种以上的物料流量成一定的比例关系混合进行反应，对物

料比例的要求甚为严格，如果不能满足要求，或是比例失和调，将会导致产品的

质量达不到要求，以致造成损失，严重时会导致事故的发生，研究比值控制系统

很有必要，提高比值控制系统的精度及水平具有深远的意义。

根据系统的工艺要求及实际需要，提出了流量比值控制的设计方案，因为组

态王开发监控系统软件具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短

等优点，本设计着重说明了组态王在设计开发流量比值控制系统中的应用。

通过组态王仿真软件进行仿真，设计出能够驱动采集模块，具有友好的人机

交互界面，实现了实时监控，有及时的数据显示，图形显示，PID参数手动及自动

控制等控制功能，并建立了动画连接，生成了信息报告。

2系统需求分析

2.1设计目的

通过组态软件6.53，按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，

采用单闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有较美观组态画面和较完善组

态控制程序的流量比值单回路过程控制系统。

2.2设计要求

(1)按照实际题目设计监控画面及动态模拟。

(2)在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量。

(3)实现监控系统的实时、历史曲线显示。

(4)实现参数报表打印功能。

3系统方案论证

3.1控制方案

串级控制系统是一种常见的复杂控制系统，它是根据系统结构命名的。其原

理是由两个或者两个以上的控制器串联而成的，一个控制器的输出是另一个控制

器的的给定值。根据设计要求，系统采用单闭环比值控制。本控制系统中，被控

参量有两个，上水箱的液位和下水箱的液位，这两个参量具有相关关系。上水箱

的液位可以影响下水箱的液位，根据上下水箱的液位相关关系，故系统采用的串

级控制。其中，内环控制上水箱的液位，外环控制下水箱的液位，系统运行时水

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箱的液位跟随给定值，系统框图如下图3.1所示。

图3.1系统结构图

3.2系统结构设计

当打开液体A的阀门，流量检测传感器测出其流量值，经变送单元送至比值

器，比值器的输出与液体B流量测量值相减，其偏差作为液体B流量控制器的输

入值，控制器的输出用来控制调节阀，从而使液体B的流量得到了控制。这就使

液体B的流量随液体A的流量变化而变化。其中液体A的电动调节阀是为了方便

设置A的流量。流程图如图3.2所示。

图3.2系统流程图

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4系统组态设计

在液位PID控制系统中，以液位为被控量。其中，测量电路主要功能是测量

对象的液位并对其进行归一化等处理；PID控制器是整个控制系统的核心，它根据