前馈过程控制系统课程设计
液位前馈控制课程设计报告
摘要液位控制是工业中常见的过程控制，例如在饮料食品加工、化工生产、锅炉汽泡液位等多种行业的生产加工过程中都需要对液位进行适当的控制，它对生产的影响不容忽视。
对于液位控制系统的方法，目前有常规的PID控制，但是PID 控制采用固定的参数，难以保证控制适应系统的参数变化和工作条件变化，得不到理想效果。
而且，对于一些控制精度要求较高的场合，例如核电厂的蒸汽生成器中的液位控制，某些化工原料厂的化学溶液液位等问题，不允许在有扰动的情况下出现太大的超调量和过程的调节时间。
目前为了达到精度较高要求的先进控制策略的发展有：预测控制、自适应控制、智能控制、模糊控制等。
具体采用的方法如将模糊控制和传统的PID控制两者结合，用模糊控制理论来整定PID控制器的比例，积分，微分系统；以负荷为前馈扰动量构成一个串级加前馈的三冲量闭环控制系统等。
目前各种锅炉汽包水位控制绝大多数采用三冲量水位控制策略。
本文针对液位控制系统中较为基础的单容水箱作为控制对象，单容液位控制系统具有非线性，滞后，耦合等特征，能够很好的模拟工业过程特征。
而对于控制系统的选择为前馈——反馈系统。
一般的控制系统都属于反馈控制, 这种控制作用总是落后于扰动作用。
对于时滞较大、扰动幅度大而频繁的过程控制往往不能满足生产要求。
引入前馈控制可以获得显著的控制效果。
前馈控制是按照扰动作用的大小进行控制, 所以控制是及时的。
如果补偿作用完善可以使被控变量不产生偏差。
关键词：液位控制前馈控制单容水箱PLC目录1概述单容水箱在工业控制中应用非常广泛。
单容水箱的液位控制，就是控制进水量，使其与出水量将配合，保持液位在工艺要求的范围内。
在单容水箱的基础上，加上旁路干扰支路，模拟进水量的扰动，从而导致液位出现超调，被控量在相应时间上落后，由于单回路控制在时间上滞后较大，所以扰动出现后的调节时间较长。
前馈控制是按照扰动的大小和方向，产生相应的补偿作用，削弱扰动对被控过程的影响，从而减小超调，甚至没有超调。
冷凝器温度前馈反馈控制系统设计与仿真
辽宁工业大学开放性实验报告题冷凝器温度前馈- 反馈控制系统设计与仿院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2015.11.19 —2015.11.22辽宁工业大学实验室开放项目任务书2015/2016 学年第一学期注：此表用于申请教学计划外的开放项目，请如实填写，由各院（系）汇总后统办理，报实践教学科一份。
目录第1 章绪论 (1)第2章控制方案介绍 (3)2.1概述 (3)2.2控制原理 (3)2.3实验内容 (4)第3 章系统设计与仿真 (5)3.1 处理延迟环节 (5)3.2 反馈控制系统设计 (6)3.3前馈控制系统设计 (8)第4 章课程设计总结 (11)第1章绪论冷凝器(Condenser) 空调系统的机件，能将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气，大部分的汽车置于水箱前方。
把气体或蒸气转变成液体的装置。
发电厂要用许多冷凝器使涡轮机排出的蒸气得到冷凝；在冷冻厂中用冷凝器来冷凝氨和氟利昂之类的致冷蒸气。
石油化学工业中用冷凝器使烃类及其他化学蒸气冷凝。
在蒸馏过程中，把蒸气转变成液态的装置称为冷凝器。
所有的冷凝器都是把气体或蒸气的热量带走而运转的。
对某些应用来说，气体必须通过一根长长的管子(通常盘成螺线管)，以便让热量散失到四周的空气中，铜之类的导热金属常用于输送蒸气。
为提高冷凝器的效率经常在管道上附加散热片以加速散热。
散热片是用良导热金属制成的平板。
这类冷凝器一般还要用风机迫使空气经过散热片并把热带走。
一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。
压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，从而完成制冷循环。
液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质( 水或空气) 放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。
过程控制课程设计
过程控制 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握其原理和分类。
2. 使学生掌握过程控制系统中常用的数学模型及其应用。
3. 引导学生了解过程控制系统的设计方法和步骤。
技能目标：1. 培养学生运用数学模型分析和解决过程控制问题的能力。
2. 培养学生设计简单过程控制系统的能力，能根据实际需求选择合适的控制策略。
3. 提高学生运用现代工具（如计算机软件）进行过程控制系统仿真的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣和热情，激发他们探索未知、勇于创新的科学精神。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同分析问题、解决问题。
3. 引导学生认识到过程控制在工业生产、环境保护等领域的重要作用，增强他们的社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让学生掌握过程控制的基本知识和技能，培养他们解决实际问题的能力。
通过课程学习，学生将能够：1. 理论联系实际，运用所学知识分析、解决过程控制问题。
2. 掌握过程控制系统的设计方法和步骤，具备一定的控制系统设计能力。
3. 提高自身的科学素养，培养良好的团队合作精神和创新意识。
4. 关注过程控制在社会生产中的应用，为我国工业发展和环境保护做出贡献。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：包括过程控制定义、分类、发展历程及其在工业中的应用。
教材章节：第一章 绪论2. 过程控制系统数学模型：介绍控制系统的传递函数、状态空间表达式、方块图及其相互转换。
教材章节：第二章 数学模型3. 过程控制策略：讲解比例、积分、微分控制规律，以及串级、比值、前馈等复合控制策略。
教材章节：第三章 控制策略4. 过程控制系统设计方法：阐述控制系统的设计原则、步骤和方法，包括稳定性分析、性能指标和控制器设计。
教材章节：第四章 系统设计与分析5. 过程控制系统仿真：介绍过程控制系统仿真软件及其应用，通过实例演示仿真过程。
教材章节：第五章 系统仿真与实现6. 过程控制案例分析：分析典型过程控制系统的实际问题，探讨解决方案。
前馈控制系统设计与实验报告
目录一、概述 (2)二、课程设计任务及要求 (2)2.1、控制流程分析 (2)2.1.1目的 (2)2.1.2要求 (2)2.1.3说明 (3)2.1.4流程设计分析 (3)2.2、控制参数估算 (4)2.3、具体前馈控制方案设计 (5)2.4过程仪表选型 (10)2.4.1XMAF5000福光百特智能仪表 (10)2.4.2 电磁流量计········错误!未定义书签。
2.4.3压力液位传感器······错误!未定义书签。
2.5、进行系统仿真 (12)2.6、数据整理、绘图、制表 (18)2.7、总结 (21)一、概述前馈控制系统是一种依据“系统不变性”原理，按照“扰动进行调节”的开环控制系统。
既然是开环，该扰动量必须是可测而不可控的。
所以，该控制系统的作用不能抑制扰动量，只能采用特定的方法补偿扰动对被控参数造成的影响。
显然，根据扰动提前进行补偿的思想是先进的，应该说比被调参数受到扰动、造成偏差后才进行调节要更及时、有效；特别是当控制通道时间常数较大，滞后较大时。
如果补偿设计得当，可以产生很好的效果，但现场不是所有的干扰都可测，并且都可以设计出合适的补偿环节。
前馈控制器是需要用户根据要求进行设计的控制器。
二、课程设计任务及要求2.1、控制流程分析2.1.1目的构建前馈-反馈控制系统，并进行操作和运行该系统，深入理解前馈-反馈控制控制系统的结构与工作原理；了解、掌握前馈-反馈控制系统的投运及整定过程及步骤。
2.1.2要求当外部干扰发生时，通过对可测干扰的补偿，更快地克服干扰的影响，更好地保证被控参数稳定。
控制质量应好于单回路的情况。
2.1.3说明（1）前馈-反馈系统是前馈+反馈控制系统的组合。
（2）本实验中的反馈系统部分为液位单回路控制系统；前馈部分为根据扰动流量设计的补偿环节。
前馈过程控制系统课程设计.
过程控制课程设计任务书设计目的根据设定的液位对象和其他配置,运用计算机和INTOUCH组态软件,设计监控系统,并通过调试使得水箱液位维持恒定或保持恒定或保持在一定误差范围内。
2 控制要求在工业过程控制中,实现前馈-反馈单回路控制。
前馈控制的基本概念使测取进入过程的干扰(包括外界干扰和设定值变化,并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量,使控制变量维持在设定值上。
前馈控制器的控制规律取决于被控对象的特性,按被控对象既定控制规律;反馈控制的控制规律采用PID规律。
将前馈与反馈有效地结合,运用前馈控制在扰动发生后,抑制由主要扰动引起的被控量所产生的偏差;同时运用反馈控制,消除多种扰动对被控量的影响。
3 系统结构设计3.1 控制方案本设计通过前馈反馈控制系统实现对液位的控制。
在前馈反馈控制系统中,前馈控制属于开环控制,在设计中经过对主流量的检测,及时的针对主要扰动进行液位的偏差抑制。
当流量测量值较预定值发生波动,即时通过计算机进行PID计算,输出控制信号,进行液位调节;反馈控制属于闭环控制,通过对液位的测量,及时对液位进行调控。
反馈环节通过对液位的监测,将测量值与给定值进行比较,形成偏差后,通过A/D传输给计算机,进行预先设定的PID计算,输出控制型号,进行液位调节。
前馈反馈控制原理框图如下:图3.1 前馈反馈系统框3.2 仪表选择图3.2.1 流量传感器流量传感器采用V锥体流量计。
V锥体在流场中产生的节流效应,通过检测上下游压差来测量流量。
与普通节流件相比,它改变了节流布局,从中心孔节流改为环状节流。
实践证明,V锥形流量计与其它流量仪表相比,有长期精度高、稳定性好、受安装条件局限小、耐磨损、测量范围宽、压损小、适合脏污介质等优点。
3.2.2 过程模块采用牛顿7000系列远程数据采集模块作为计算机控制系统的数据采集通讯过程模块。
牛顿7000系列模块体积小,安装方便,可靠性高。
D/A模块采用牛顿7024,四通道模拟输入模块。
串联前馈校正课程设计
串联前馈校正课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握串联前馈校正的基本概念与原理。
2. 学生能够运用数学公式和电路图表达串联前馈校正的过程。
3. 学生能够解释串联前馈校正对系统性能的影响及其在实际应用中的重要性。
技能目标：1. 学生能够设计简单的串联前馈校正电路，并分析其校正效果。
2. 学生通过实际操作和模拟软件，培养解决实际工程问题的能力。
3. 学生能够利用所学知识，对现有系统进行性能优化分析与建议。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动控制学科的兴趣，激发学习热情和探究精神。
2. 学生通过小组合作，培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生通过学习，认识到科学技术在国家发展和社会进步中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
课程性质分析：本课程属于自动控制原理部分，以理论与实践相结合的方式进行教学，旨在帮助学生建立完整的自动控制知识体系。
学生特点分析：考虑到学生年级特点，已经具备一定的电路基础和控制理论基础，但需进一步通过实践加深对理论知识的理解。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调学生的参与和动手能力，通过具体实例和实际操作，使学生能够真正理解和掌握串联前馈校正的相关知识。
在教学过程中，注重培养学生的创新能力和实际操作技能，为后续课程学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 串联前馈校正的基本原理及其数学描述。
- 课本章节：第三章第三节- 内容：前馈控制的概念、串联前馈校正的原理、数学模型的建立。
2. 串联前馈校正电路的设计与分析。
- 课本章节：第三章第四节- 内容：串联前馈校正电路的设计方法、性能分析、参数调整。
3. 串联前馈校正在实际系统中的应用案例分析。
- 课本章节：第三章第五节- 内容：典型应用案例、系统性能优化、实际操作演示。
4. 实验教学与软件模拟。
- 课本章节：实验教程第四章- 内容：实验原理、实验步骤、软件模拟操作、实验结果分析。
教学大纲安排：第一周：学习串联前馈校正的基本原理及其数学描述。
过程控制系统课程设计题目
(一)采用 MATLAB 仿真；所有仿真，都需要做出以下结果：( 1 ) 超调量( 2 ) 峰值时间( 3 ) 过渡过程时间(4) 余差( 5 ) 第一个波峰值( 6 ) 第二个波峰值( 7 ) 衰减比( 8 ) 衰减率( 9 ) 振荡频率( 10 ) 全部 P 、I 、 D 的参数( 11 ) PID 的模型(二)每人一个题目，自己完成课程设计报告，报告的格式如图论文格式一． 液氨的水温控制系统设计液氨蒸发器主、副对象的传递函数分别为：G (s) = 1 ，G (s) = 1 e 一0.1s 01 (20s +1)(30s +1) 02 0.2s +1主、副扰动通道的传递函数分别为：G (s) = 1 ，G (s) = 1 f 1 0.2s +1 f 2试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统，具体要求如下：( 1 ) 分别进行控制方案设计，包括调节阀的选择、控制器参数整定，给出相应的闭环系统原理图；( 2 ) 进行仿真实验，分别给出系统的跟踪性能和抗干扰性能(包括一次扰动和二次扰动)；( 3 ) 说明不同控制方案对系统的影响。
二．炉温控制系统设计设计任务：某加热炉的数学模型为G(s) = e一150s ，试设计大时延控制系统，具体要求如下：( 1 ) 仿真分析以下控制方案对系统性能的影响： PID 、微分先行、中间微分、Smith 预估、增益自适应预估；给出相应的闭环控制系统原理图；( 2 ) 在不同控制方式下进行仿真实验，比较系统的跟踪性能和抗干扰性能；选择一种较为理想的控制方案进行设计，包括调节阀的选择、控制器参数整定。
三．锅炉夹套与被加热介质的温度控制1.设计任务(可 2 人选此题)了解、熟悉锅炉夹套与内胆温度控制系统的工艺流程和生产过程的静态、动态特性，根据生产过程对控制系统所提出的安全性、经济性和稳定性要求，结合所学知识实现温度的控制。
2.设计要求( 1 ) 从组成、工作原理上对工业型传感器、执行机构有一定的了解和认识。
前馈控制系统设计
目录一、前馈控制系统设计1、前馈控制系统选择原则1.1 扰动量可测不可控原则 (2)1.2 控制系统精确辨识原则 (2)1.3被控系统自衡原则 (3)1.4 优先性原则 (3)1.5 经济性原则 (4)2、工程整定2.1 整定的总体原则2.1.1 稳定性 (4)2.1.2快速性 (5)2.1.3 反馈控制的静差 (5)3、前馈-反馈复合系统工程整定 (5)二、实例仿真 (6)2.1前馈控制系统整定 (7)2.2反馈控制系统前向通道稳定性分析 (7)2.3、反馈控制系统整定 (8)2.4、系统仿真 (9)三、心得体会 (11)四、参考文献 (12)二、实例仿真系统按结构分类，可分为：静态前馈控制、动态前馈控制、前馈-反馈复合控制系统、前馈-串级复合控制系统等。
其中，前馈-反馈复合控制系统的特点是利用前馈抑制对系统影响较大的干扰，利用反馈控制抑制其他干扰以及前馈所“遗留”部分干扰。
前馈调节器和反馈调节器的整定方法如前所述。
一般为了实现系统无静差，反馈调节器多选PI控制方式。
前馈反馈复合控制系统仿真主要包括：系统识别、控制系统整定和系统仿真等内容。
其中控制系统整定包括前馈控制系统整定和反馈控制系统整定两部分。
本例采用前馈、反馈分别整定的方法。
假设被控对象传递函数中各部分传递函数如下：e-10s干扰通道传递函数为：G f(s)G2(s)=15(81)(10s1)s++e-8s系统被控部分传递函数为：G1(s)G2(s)=6s++(51)(10s1)给定部分传递函数为：Gc(s)=12.1前馈控制系统整定。
由于采用前馈反馈分别整定方法，所以，前馈整定参数为：K d=-2.5, T dl=8。
若系统采用PID控制，则系统结构框图如图：2.1.1前馈-反馈复合控制系统方框图2.2反馈控制系统前向通道稳定性分析。
系统稳定性分析是实验调试中正确把握试验方法、试验参数的基本依据。
对2.1.1所示系统反馈环节中开环稳定性分析(不含PID调节器部分)，为分析方便，取：不含PID调节器的开环传递函数可近视写成：6+++2(3s1)(10s1)(5s1)开环Bode图如图2.2.1所示，可见开环系统不稳定。
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过程控制课程设计任务书设计目的根据设定的液位对象和其他配置，运用计算机和INTOUCH组态软件，设计监控系统，并通过调试使得水箱液位维持恒定或保持恒定或保持在一定误差范围内。
2 控制要求在工业过程控制中，实现前馈-反馈单回路控制。
前馈控制的基本概念使测取进入过程的干扰（包括外界干扰和设定值变化），并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量，使控制变量维持在设定值上。
前馈控制器的控制规律取决于被控对象的特性，按被控对象既定控制规律;反馈控制的控制规律采用PID规律。
将前馈与反馈有效地结合，运用前馈控制在扰动发生后，抑制由主要扰动引起的被控量所产生的偏差；同时运用反馈控制，消除多种扰动对被控量的影响。
3 系统结构设计3.1 控制方案本设计通过前馈反馈控制系统实现对液位的控制。
在前馈反馈控制系统中，前馈控制属于开环控制，在设计中经过对主流量的检测，及时的针对主要扰动进行液位的偏差抑制。
当流量测量值较预定值发生波动，即时通过计算机进行PID计算，输出控制信号，进行液位调节；反馈控制属于闭环控制，通过对液位的测量，及时对液位进行调控。
反馈环节通过对液位的监测，将测量值与给定值进行比较，形成偏差后，通过A/D传输给计算机，进行预先设定的PID计算，输出控制型号，进行液位调节。
前馈反馈控制原理框图如下：图3.1 前馈反馈系统框3.2 仪表选择图3.2.1 流量传感器流量传感器采用V锥体流量计。
V锥体在流场中产生的节流效应，通过检测上下游压差来测量流量。
与普通节流件相比，它改变了节流布局，从中心孔节流改为环状节流。
实践证明，V锥形流量计与其它流量仪表相比，有长期精度高、稳定性好、受安装条件局限小、耐磨损、测量范围宽、压损小、适合脏污介质等优点。
3.2.2 过程模块采用牛顿7000系列远程数据采集模块作为计算机控制系统的数据采集通讯过程模块。
牛顿7000系列模块体积小，安装方便，可靠性高。
D/A模块采用牛顿7024，四通道模拟输入模块。
电压输入1~5VDC。
使用7017模块的4通道IN4作为温度信号检测输入通道。
通信模块采用牛顿7520，RS232转换485通讯模块。
使用RS-232/RS-485双向协议转换，速度为300~115200BPS，可长距离传输。
图3.2 牛顿7000系列模块控制回路中电磁阀的开关量输出模块采用牛顿7043，16通道非隔离集电极开路输出模块。
最大集电极开路电压30V,每通道输出电流100mA，可直接驱动电磁阀设备。
3.2.3 电动调节阀采用电动调节阀对控制回路的水的流量进行调节。
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动机，运行平稳，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，泄露量少的优点。
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。
稳定性可靠，控制精度高，使用寿命长等优点。
图3.3 电动调节阀3.2.4 其他设备在控制系统回路中所涉及的设备还有水泵，变频器，电磁阀，开关电源等。
水泵采用丹麦格兰富循环水泵。
噪音低，寿命长，杨成可达10米，功率小，220V 供电即可，在水泵出水口装有压力变送器，与变频器一起可以构成恒压供水系统。
所用到的电磁阀的工作电源为DC24V，关断能力强，使用方便，结构简单。
所采用的24V开关电源最大电流是2A，可以满足系统的需要。
图 3.4水泵3.3 系统流程图图3.5 前馈反馈系统流程图3.4 控制规律前馈反馈控制系统是通过PID控制规律实现对液位控制的最终目的，PID控制是比例—积分—微分的简称。
工业生产工程自动控制的发展历史中，PID控制是历史最久、生命力最强的基本控制方式。
PID算法具有以下的优点：（1）原理简单，使用方便；（2）适应性强；（3）鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的变化不太敏感。
4 系统组态设计4.1 组态王简介组态王是在PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能化软件包。
该软件包从工业控制对象中采集数据，并记录在实时数据库中，同时负责把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，还可以完成变量报警、操作记录、趋势曲线等监控功能，并按实际需要生成历史数据文件，它以Windows 98/Windows 2000/Windows XP中文操作系统为操作平台，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务。
它具有丰富的图库及图库开发工具，支持各种主流的PLC、智能仪表、板卡和现场总线等工控产品，有一种类似C语言的编程环境，便于处理各种算法和操作，还内嵌了许多函数供用户调用，实现各种功能。
4.2 组态软件设计在Windows XP环境下，控制系统软件以组态王6.01作为开发平台。
整个监控系统实现数据采集，总体监视，设备控制，相关参数实时在线调整，显示实时曲线，历史曲线等功能。
4.2.1 设备设置组态王对设备的管理是通过对逻辑设备名的管理实现的，具体讲就是每一个实际I/O设备都必须在组态王中指定唯一的一个逻辑名称，此逻辑设备名就对应这该I/O设备的生产厂家、实际设备名称、设备通信方式、设备地址、与上位计算机的通信方式等信息的内容。
系统中与上位计算机进行数据交换的外部设备主要是A/D设备，牛顿7017模块和D/A设备，牛顿7024模块。
在组态王软件工程浏览器中，设置7017模块IN4通道和7024模块和I/O1通道名称分别为AD和DA,与计算机COM1串口通信，通信地址分别为0和1.通信参数的设置如下表所示：表4.1 通信参数设置表4.2.2 组态画面本系统绘制的组态画面主要有开机画面，系统组成画面等。
开机画面主要显示课题题目，制作人姓名，班级等相关信息。
画面上设置有两个提示按键，分别提示操作员进入主界面或推出操作系统等。
系统主界面主要绘制的是前馈反馈单回路控制系统的工艺组成图。
包括水箱，管道，流量计和阀门等设备以及相关的操作提示按钮等。
基于动画连接，主界面可实现自动，手动操作的切换，以及显示PID参数整定框和实时曲线框以方便操作员在线调整PID参数观察控制效果。
系统主界面如下图所示：图4.1 开机画面图4.2前馈反馈系统组态图4.2.3 变量定义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重要有与A/D、D/A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，用于定义开关动画连接的内存离散变量，参与PID运算的内存型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图所示：图4.3 数据词典4.2.4 PID 控制算法根据前馈反馈控制系统的原理，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。
由于温度系统大滞后特点，取采样周期为Ts=20s 。
本系统采用PID 位置控制算法，其控制算式如下：0120122()(1)(1)()(1)(1)(2)(1)()(1)(2)(1)2(1)d d d p p p i d p i d p d p T T T T u k u k K e k K e k K e k T T T Tu k a e k a e k a e k T T a K T TT a K T T a K T =-+++-+-+-=-+--+-=++=+=上述算式中，p K 为比例系数，i T 为积分时间，d T 为微分时间，以()u k 作为计算机当前的输出值，以P S 作为给定值，v P 作为反馈值，即A/D 设备的转换值，()e k 作为偏差。
在组态王画面中，可以通过设置PID 参数调整框依据实时曲线在线调整PID 参数。
PID 控制算法程序流程图如下图所示：图4.4 PID 控制算法程序流程图4.2.5 趋势曲线趋势曲线有实时趋势曲线和历史趋势曲线。
在组态王中通过图库可方便地绘制曲线画面，在趋势曲线中可显示系统运行时各个主要变量的历史记录，可以查询遗爱按任意时段的历史记录，还可设定查询的时间范围，显示某查询时间和该时间所对应的被控变量值等。
实时趋势曲线可以自动卷动，以快速反应变量随时间的变化。
在前馈反馈控制系统中，趋势曲线所要表达的三个参数分别为计算机依据PID 算法的输出值()u k ，系统给定值P S 和检测反馈值v P 。
实时趋势曲线和历史趋势曲线分别如下图所示：图4.5 实时趋势曲线图4.6 历史趋势曲线附录 脚本程序启动时：DO1=0;DO4=0;Ts=1;P1=KpI1=Ti/Ts;Uk0=0;Uk1=0;Uk2=0;Uk3=0;Uk=0;ek0=0;ek01=0;ek02=0;运行期间：If(\\本站点\实时控制==1){VV1=1；VV4=1;P1=Kp;I1=Ti/Ts;D1=Td/Ts;Sp1=sp；Pv1=\\本站点\liquid-up;If(\\本站点\自动==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\sp-1\\本站点\PV;\\本站点\uk4=\\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\uk4；\\本站点\ek02=\\本站点\ek01；\\本站点\ek01=\\本站点\ek0；If（\\本站点\uk4<1000）{ if(\\本站点\uk4<0){\\本站点\uk0=0;}else{\\本站点\uk0=\\本站点\uk4; }}Else{\\本站点\uk0=1000;}uk=uk0;}Else{\\本站点\uk0=UK;}}Else{Uk0=0;Uk1=0;Uk2=0;Uk3=0;Uk=0;VV1=0;}关闭时：D01=0; D04=0; Uk0=0; Uk1=0; Uk2=0; Uk3=0; UK=0;。