【正文】 （2）原理方框圖 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)1. 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)原理單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是由兩個信號即主流量、副流量，兩個變送器、調節(jié)器、執(zhí)行機構和一個以作為反饋信號的閉環(huán)回路組成。開環(huán)比值控制是理解比例控制工作機理的基礎，在實際工程上很少應用。2）當主動量受到干擾而發(fā)生變化時，系統(tǒng)通過比值器及設定值按比例去改變控制閥的開度，調節(jié)從動量使之與主動量仍保持原有的比例關系。其中FT為檢測變送器，F(xiàn)C為比值控制器。下面我們一一簡單介紹這五種控制系統(tǒng)。凡構成一個閉環(huán)以下的比值控制系統(tǒng)稱為簡單比值控制系統(tǒng)；凡構成兩個閉環(huán)以上的比值控制系統(tǒng)稱為復雜比值控制系統(tǒng)。兩個或兩個以上參數(shù)之間的比值不是一個常數(shù)，而是根據另一個參數(shù)的變化而不斷的修正，具有這種特點的系統(tǒng)稱為變比值控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的結構一般比較復雜。兩個或兩個以上參數(shù)之間的比值是通過改變比值器的比值系數(shù)來實現(xiàn)的，一旦比值系數(shù)確定，系統(tǒng)投入運行后，此比值系數(shù)將保持不變（為常數(shù)），具有這種特點的系統(tǒng)稱為定比值控制系統(tǒng)。：若兩物料的比值系數(shù)設定為K，則有：（12） 比值控制系統(tǒng)的類型根據生產過程中工藝容許的負荷、干擾、產品質量等要求不同，實際采用的比值控制方案也不同。，也稱為主動量: 在要保持一定比例關系的物料中，把起主導作用的物料，稱為主物料（主動量），因為在過程控制中經常保持比例的參數(shù)是流量，故常用Q1表示。因此，只要主副流量的給定值保持比值關系，或者副流量給定值隨主流量按一定比例關系而變化即可實現(xiàn)比值控制。由于物料通常是液體，因此稱主動量為主流量Q1從動量為副流量Q2。最常見的是燃燒過程，燃料與空氣要保持一定的比例關系，才能滿足生產和環(huán)保的要求；造紙過程中，濃紙漿與水要以一定的比例混合，才能制造出合格的紙漿，許多化學反應的逐個進料要保持一定的比例。這種控制方式在化工、制藥領域中大量存在。在過程控制中，實現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)符合一定比例關系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。若助燃空氣輸入不足，煤氣得不到充分燃燒，降低了燃燒效率，造成能源浪費，環(huán)境污染，還有可能導致環(huán)境中大量煤氣積存而成為事故隱患；若阻燃空氣過量，過?？諝庥謱⒋罅繜崃恳詮U氣形式排放，造成熱能的大量浪費。在化工、煉油及其他工業(yè)生產過程中，工藝上常需要兩種或兩種以上的物料保持一定的比例關系，比例一旦失調，將影響生產或造成事故。為此，我們引入比值控制系統(tǒng)。1 比值控制系統(tǒng)概述在各種生產過程中，經常遇到生產工藝要求兩個或兩個以上參數(shù)成一定的比例關系，一旦比例失調，就會影響生產的正常運行。比值控制的目的就是為了實現(xiàn)使幾種物料混合符合一定比例關系，使生產能安全正常進行。它是汽油成品出廠的最后一道工和煉廠生產成品油的最后一個環(huán)節(jié)，也是保證汽油質量指標滿足環(huán)保和質量規(guī)格要求重要手段，調和效益在生產企業(yè)的經濟效益中占有舉足輕重的地位。油品調合主要是指汽油、柴油、潤滑以及原油等的調和。配料在工業(yè)過程中廣泛存在，如水泥配料、煤氣混合、油品調合、配煤、燒結法煉鋼及氧化鋁、自來水加氯消毒等。工業(yè)生產中，常用比值控制策略來實現(xiàn)各種物料的配比控制。 Setp7 。 PID控制AbstractThere is a large amount of production process in the industry according to the ratio of raw materials, requiring raw materials proportioning control, but proportions change often means that the decline in output, decline in quality, energy waste, waste, higher costs of materials, environmental pollution, and even accidents. In chemical industry, oil refineries and other industrial processes, process often requires two or more materials to maintain a certain ratio, proportions once the disorder, affecting production or causing accidents. Batching accuracy level constraints throughout the production of the product quality and output, so batching process control should be given adequate attention.This article mainly PLC 300 programming using Setp7 software, electric valve and PID control inverter, the electric valve service road slip road traffic flow and frequency converter reaches a certain ratio, being flow ratio control system Interface between the puter and is drawn through the configuration software WINCC, and to monitor realtime curve, flow measurements, parameters tuning purposes.Keyword：Flow ratio。并且通過組態(tài)軟件WINCC繪制上位機界面，從而監(jiān)控實時曲線、流量測量值，起到參數(shù)整定的目的。配料精度的高低制約著整個生產的產品質量和產量，所以應對配料過程的控制給予足夠重視。課程設計任務書學 院信息科學與工程學院專 業(yè)自動化學生姓名班級學號課程設計題目THFCS1型實驗裝置比值控制系統(tǒng)設計2實踐教學要求與任務:1） 構成THFCS1型比值控制系統(tǒng)2） 硬軟件設計3） 實驗調試4） THFCS1現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗5） 撰寫實驗報告工作計劃與進度安排:1） 第1～2天，查閱文獻，構成THFCS1型比值控制系統(tǒng)2） 第3～4天，硬軟件設計3） 第5～6，實驗調試4） 第7～9天，THFCS1現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗5） 第10天，撰寫實驗報告指導教師： 201 年 月 日專業(yè)負責人：201 年 月 日學院教學副院長：201 年 月 日摘 要工業(yè)中存在著大量按原料配比進行生產的過程，要求將原料配比進行控制，然而配比的變化往往意味著產品產量下降、質量下降、能量浪費、物料浪費、成本提高、環(huán)境污染、甚至安全事故。在化工、煉油及其他工業(yè)生產過程中，工藝上常需要兩種或兩種以上的物料保持一定的比例關系，比例一旦失調，將影響生產或造成事故。本文主要應用Setp7軟件對PLC 300編程，對電動閥及變頻器進行PID控制，使電動閥支路流量與變頻器支路流量達到一定比值，成為流量比值控制系統(tǒng)。關鍵詞：流量比值；WINCC；SETP 7 。 WINCC。 PID control目 錄緒 論 11 比值控制系統(tǒng)概述 2 比值控制系統(tǒng)定義 2 比值控制原理 2 比值控制系統(tǒng)特點 3 比值控制系統(tǒng)的類型 3 開環(huán)比值控制系統(tǒng) 4 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng) 42 流量比值控制系統(tǒng)方案設計 7 控制系統(tǒng)設計 7 硬件設計 7 電控箱接線設計 103 下位機硬件組態(tài)和程序設計 12 西門子PLC S7300 12 S7300系統(tǒng)結構 12 S7300 CPU模塊 12 STEP 7設計 13 建立工程 13 硬件配置 13 程序設計 15 上位機與下位機程序設計涉及到的設置 204 上位機組態(tài)與程序設計 24 WinCC的發(fā)展及應用 24 Wincc監(jiān)控組態(tài)與程序設計 25 變量設置 25 創(chuàng)建過程畫面 29 WiNCC組態(tài)軟件的通訊 335 系統(tǒng)的整定及調試 36 PID控制器 36 PID控制器的優(yōu)點 37 PID控制器的數(shù)字化 37 控制規(guī)律的選擇 38 PID控制器參數(shù)的調節(jié)及其對控制性能的影響 40 比例控制對控制性能的影響 40 積分控制對控制性能的影響 41 微分控制對控制性能的影響 43 控制系統(tǒng)的整定 45 控制系統(tǒng)整定的基本要求 45 調節(jié)器參數(shù)的整定方法 45 調節(jié)器參數(shù)的整定及調試 486 結論 51謝 辭 52參考文獻 53附 錄 54V沈陽理工大學課程設計緒 論配料系統(tǒng)是許多工業(yè)生產過程的重要組成部分，其配料過程是否按照規(guī)定的配比進行是衡量產品質量的關鍵。 在水泥、冶金、醫(yī)藥、玻璃、建材、化工等流程工業(yè)中，配料是生產過程的重要組成部分，其配料過程是否按照規(guī)定的配比(組成產品的各種原料的比例)進行是衡量企業(yè)產品質量的關鍵，如果配料的質量達不到要求，輕則造成原料、能源的浪費，重則影響產品的質量和產率，有些重要生產崗位的配料失誤甚至會給整個生產釀成事故。石油煉制生產過程中，把兩種或兩種以上基礎組分油與各種添加劑按一定比例均勻混合，從而成為一種新產品的過程稱為調和。汽油調和是煉廠利用生產的各種汽油組分，按某種比例配方和添劑均勻混合，得到符合質量標準的汽油產品的過程。通過以上分析可見，在配料過程中對生產產品的各種原料的比值進行控制顯得尤為重要，常用比值控制來解決此類問題。配料精度的高低制約著整個生產的產品質量和產量，所以應對配料過程的控制給予足夠重視。例如在鍋爐的燃燒系統(tǒng)中，要保持送進爐膛的風量和燃料成一定的比例，以保證燃燒的經濟性。 比值控制系統(tǒng)定義工業(yè)中存在著大量按原料配比進行生產的過程，要求將原料配比進行控制，然而配比的變化往往意味著產品產量下降、質量下降、能量浪費、物料浪費、成本提高、環(huán)境污染、甚至安全事故。例如，在煤氣燃燒過程中，要求煤氣與助燃空氣按一定配比（最佳為1：）供入燃燒室。為此，我們引入比值控制系統(tǒng)。通常以保持兩種或幾種物料的流量為一定比例關系的系統(tǒng)，稱之流量比值控制系統(tǒng)。[4] 比值控制原理　在煉油、化工、制藥等許多生產過程中，經常需要兩種物料或兩種以上的物料保持一定的比例關系。 通常，在兩個需要保持一定比例關系的物料中，一個是主動量或關鍵量，另一個是從動量或輔助量。Q1與Q2之間的關系為 Q2＝KQ1 （11）式中，K為比值系數(shù)。[4] 比值控制系統(tǒng)特點 比值控制系統(tǒng)的特征: 是實現(xiàn)兩個或兩個以上物料保持一定比例關系。，也稱為從動量: 另一種隨主物料的變化而成比例地變化的物料稱為從物料（從動量），常用Q2表示。比值控制系統(tǒng)按比值的特點可分為定比值和變比值控制系統(tǒng)。如果生產上因某種需要對參數(shù)間的比值進行修正時，需要人工重新設置新的比值系數(shù)，這種系統(tǒng)的結構一般比較簡單。[4]比值控制系統(tǒng)按結構特點可分為簡單比值和復雜比值控制系統(tǒng)。比值控制系統(tǒng)可籠統(tǒng)分為：開環(huán)比值控制系統(tǒng)、單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、串級比值及變比值控制系統(tǒng)等。[4] 開環(huán)比值控制系統(tǒng)開環(huán)比值控制系統(tǒng)是結構最簡單的比值控制系統(tǒng)，其工藝流程圖和原理方塊圖如圖11所示。（1）工藝流程圖 （2）原理方框圖 開環(huán)比值控制系統(tǒng)由原理方塊圖我們可以總結開環(huán)比值控制系統(tǒng)的特點如下：1）當系統(tǒng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時，兩物料的流量滿足比值關系。3）當從動量受到外界干擾（如溫度、壓力擾動）波動時，由于是開環(huán)控制，沒有調節(jié)從動量自身波動的環(huán)節(jié)，也沒有調整主動量的環(huán)節(jié)，故兩種物料的比值關系很難保持不變，系統(tǒng)對此無能為力。[4] 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是在開環(huán)比值控制系統(tǒng)上增加對副物料的閉環(huán)控制回路，用以實現(xiàn)主、副物料的比值保持不變。在穩(wěn)定時，能實現(xiàn)主、副流量的工藝比值的要求，即 (K為常數(shù))。當主流量不變、而副流量受到擾動時，則可通過副流量的閉合回路進行定值控制。當主流量受到擾動時，則按預先設置好的比值使其輸出成比例變化，即改變的給定值。當主副流量同時受到擾動時，調節(jié)器在克服副流量擾動的同時，又根據新的給定值，改變調節(jié)閥的開度，使主、副流量在新的流量數(shù)值的基礎上，保持其原設定值的比值關系?？梢姡撓到y(tǒng)能確保主、副兩個流量的比值不變，同時，系統(tǒng)的結構又較簡單，方案實現(xiàn)起來方便,僅用一臺比值器或比例調節(jié)器即可，因而在工業(yè)過程自動化中廣泛應用。 如圖13單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的原理框圖，由圖可知：穩(wěn)態(tài)時： 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的原理框圖當不變，受到擾動時，閉合回路進行定值控制。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)適用于負荷變化不大，主流量不可控制，兩種物料間的比值要求較精確的生產過程。（3）當主物料流量受到擾動變化，而副物料不變時，則按預先設置好的比值使比值器輸出成比例變化，即改變給定值，根據給定值的變化，發(fā)出控制命令，以改變調節(jié)閥的開度，使副流量跟隨主流量而變化，從而保證原設定的比值不變?？傊? 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)雖然能保持主、副物料流量比值不變，但是無法控制主物料的流量不變，因此，對生產過程的生產能力沒有進行