组态王串级水箱仿真傻瓜教程

组态王串级PID水箱仿真该教程用串级PID算法实现对水箱液位的控制。

一、建立数据变量打开组态王6.55，新建一个工程，将其命名为“串级PID”。

打开工程，根据所需用到的数据类型、数据范围大小、初始值等建立数据变量（详细数据变量见附件1）。

二、搭建仿真画面根据实际器件，开关，阀门，曲线图，数据查看等需要，建立仿真画面（详细步骤见附件2）。

三、将画面动画连接到变量根据仿真时画面的动画要求，设置画面属性和各个器件、曲线图等的动画连接（详见附件2）。

四、编写运行程序打开工程浏览器，文件-命令语言-应用程序命令语言，双击打开程序编辑窗口，输入程序（详见附件3）。

五、调节PID参数运行系统。

分别调节两种PID算法的PID参数，实现对液位的控制。

1、第一种PID算法UK0=(KP+KP/KI+KP*KD)*EK0-(KP+2*KP*KD)*EK1+(KP*KD)*EK2+UK1 2、第二种PID算法UK0=KP*EK0+KI*SUM_EK0+KD*(EK0-EK1)/dt+UK1附件1：数据变量模拟量部分：变量名变量类型最大值最小值描述HM 内存实数100 0 水箱目标液位HS 内存实数100 0 水箱实际液位HC 内存实数120 0 储水池液位W 内存实数100 0 调节阀开度LM 内存实数200 0 目标流量LS 内存实数200 0 实际流量PS 内存实数120 80 水压波动比率G1 内存实数10 0 水管1流量G2 内存实数10 0 水管2流量开关量部分：变量名变量类型初始值描述V 内存离散0 水泵开关V1 内存离散0 阀门1开关V2 内存离散0 阀门2开关P 内存离散0 PID控制开关K 内存离散0 水压波动开关查看量部分：变量名变量类型初始值描述S 内存离散0 查看水箱有无水C 内存离散0 查看储水池有无水T 内存离散0 查看调节阀有无开PID计算部分：变量名变量类型最大值最小值描述EKH0 内存实数1000 -1000 本次液位偏差EKH1 内存实数1000 -1000 上次液位偏差EKH2 内存实数1000 -1000 上上次液位偏差SUM_EKH 内存实数10000 -10000 液位偏差积分UKH0 内存实数10000 -10000 本次液位PID结果UKH1 内存实数10000 -10000 上次液位PID结果KP1 内存实数1000 0 比例参数1KI1 内存实数1000 0 积分参数1KD1 内存实数1000 0 微分参数1EKL0 内存实数1000 -1000 本次流量偏差EKL1 内存实数1000 -1000 上次流量偏差EKL2 内存实数1000 -1000 上上次流量偏差SUM_EKL 内存实数10000 -10000 流量偏差积分UKL0 内存实数10000 -10000 本次流量PID结果UKL1 内存实数10000 -10000 上次流量PID结果KP2 内存实数1000 0 比例参数2KI2 内存实数1000 0 积分参数2KD2 内存实数1000 0 微分参数2TI 内存实数1000 0 时间计数器附录2：按照上图中各器件位置和下面所列各器件图像来源，动画连接、变量参数设置等搭建仿真画面。

搭建时先按下面所给图像来源放置器件后双击即可弹出动画连接设置窗口，再根据下面变量参数设定即可。

注意文本数字输入输出为“####”，双击得动画连接设置窗口，其他非“####”的文字均可用工具箱的文本附上。

文本设置在左上角工具->字体，本图均用微软雅黑、常规、四号，颜色在工具面板调。

画面属性设置（右击画面打开画面属性）：水箱图像来源：图库（可按F2直接打开）->反应器（最后一个）。

动画连接及参数设定：储水箱图像来源：图库（可按F2直接打开）->反应器（最后一个）。

动画连接及参数设定：水泵图像来源：图库（可按F2直接打开）->泵（倒数第二个）。

动画连接及参数设定：管1、管2图像来源：工具箱->立体管道（如图）动画连接及参数设定：管1：管2：阀门1、阀门2：图像来源：图库（可按F2直接打开）->阀门（倒数第五个）。

动画连接及参数设定：阀门1：阀门2：调节阀图像来源：图库（可按F2直接打开）->阀门2（第二行第四个）。

无动画连接及参数设定。

流量计图像来源：图库（可按F2直接打开）->阀门2（倒数第三个）。

无动画连接及参数设定。

可调节液位图像来源：工具箱->文本动画连接及参数设定：####实时数据显示图像来源：工具箱->文本动画连接及参数设定：#### 水箱当前液位：调节阀开度：流量计流量：储水箱液位：水压显示图像来源：表盘部分：图库（可按F2直接打开）->仪表（第二行第三个）。

开关部分：图库（可按F2直接打开）->按钮（第二行第三个）。

动画连接及参数设定：表盘部分：开关部分：PID开关面板图像来源：图库（可按F2直接打开）->按钮（第一个）。

动画连接及参数设定：可调节PID参数图像来源：工具箱->文本动画练级及参数设定：KP1:####KI1:####KD1:####KP2:####KI2:####KD2:####液位实施曲线图图像来源：工具箱->实时趋势曲线动画练级及参数设定：曲线定义：标识定义：流量计实时曲线图：图像来源：工具箱->实时趋势曲线动画练级及参数设定：曲线定义：标识定义：调节阀开度实时曲线图：图像来源：工具箱->实时趋势曲线动画练级及参数设定：曲线定义：标识定义：最后，文件->全部存。

最终画面：应用程序命令语言：//HS-水箱实际液位//HM-水箱目标液位//LS-实际流量//LM-要求流量//W-调节阀开度//T-查看调节阀是否打开//V,V1,V2分别为泵,阀1,阀2开关//S,C分别为查看水箱,储水池液位//刷新查看量if ( HS ){S = 1;}else {S = 0;}if ( W ){T = 1;}else {T = 0;}{C = 1;}else {C = 0;}//给一个波动的水压信号if ( K ){PS = 100 + 2 * Cos( TI / 3.14 * 180 );//百分比TI = TI + 30;}//串级PID算法if ( P ){//第一级：液位偏差->流量EKH0 = HM - HS;EKH0 = EKH0 * 10;//放大10倍UKH0 = ( KP1 + KP1 / KI1 + KP1 * KD1 ) * EKH0- ( KP1 + 2 * KP1 * KD1 ) * EKH1+ ( KP1 * KD1 ) * EKH2 + UKH1;// UKH0 = KP1 * EKH0 + KI1 * SUM_EKH + KD1 * (EKH0 - EKH1) * 10 +UKH1; //PID算法2UKH1 = UKH0;EKH2 = EKH1; //PID算法2时注释掉此行代码EKH1 = EKH0;// SUM_EKH = SUM_EKH +EKH0; //PID算法2时去掉注释符号if(UKH0 <= 2000){if(UKH0 <= 0){ LM = 0;}else{ LM = UKH0 / 10;}}else{ LM = 200;}//第二级：流量偏差->调节阀开度EKL0 = LM - LS;EKL0 = EKL0 * 10;UKL0 = ( KP2 + KP2 / KI2 + KP2 * KD2 ) * EKL0- ( KP2 + 2 * KP2 * KD2 ) * EKL1+ ( KP2 * KD2 ) * EKL2 + UKL1;// UKL0 = KP2 * EKL0 + KI2 * SUM_EKL + KD2 * (EKL0 - EKL1) * 10 + UKL1; //PID算法2UKL1 = UKL0;EKL2 = EKL1; //PID算法2时注释掉此行代码EKL1 = EKL0;// SUM_EKL = SUM_EKL +EKL0; //PID算法2时去掉注释符号if(UKL0 <= 1000){if(UKL0 <= 0){ W = 0;}else{ W = UKL0 / 10;}}else{ W = 100;}}//刷新流量、水流、液位LS = W * 2 * PS * 0.01;//与水压调节阀开度成正比if (C * V * V1 * T){G1 = 10;HS = HS + LS / 2500;CH = CH - LS / 2500;}else {G1 = 0;}if (S * V2){G2 = 10;HS = HS - HS * 0.01 * 0.08;//0.07<0.08 CH = CH + HS * 0.01 * 0.08;}else {G2 = 0;}。