基于组态软件的流量比值过程控制系统设计
过程控制课程设计-流量比值控制资料讲解
过程控制课程设计-流量比值控制一．设计任务分析1.1设计任务的描述在了解、熟悉和掌握双闭环流量比值控制系统的工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础之上，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，应用控制理论对控制系统进行分析和综合，最后采用计算机控制技术予以实现。
1.2设计的目的通过对一个完整的生产过程控制系统的课程设计，使我们进一步加深对《过程控制系统》课程中所学内容的理解和掌握，提高我们将《过程检测与控制仪表》、《自动控制原理》、《微机控制技术》和《过程工程基础》等课程中所学到知识综合应用的能力。
锻炼学生的综合知识应用能力，让学生了解一般工程系统的设计方法、步骤，系统的集成和投运。
从而培养学生分析问题和解决问题的能力。
1.3设计的要求1.从组成、工作原理上对工业型流量传感器、执行机构有一深刻的了解和认识。
2.分析控制系统各个环节的动态特性，从实验中获得各环节的特性曲线，建立被控对象的数学模型。
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除3.根据其数学模型，选择被控规律和整定调节器参数。
4.在Matlab上进行仿真，调节控制器参数，获得最佳控制效果。
5.了解和掌握自动控制系统设计与实现方法，并在THJ-2型高级过程控制系统平台上完成本控制系统线路连接和参数调试，得到最佳控制效果。
6.分析仿真结果与实际系统调试结果的差异，巩固所学的知识。
1.4本次设计的具体要求1.控制电磁阀的开度实现流量的单闭环的PI调节。
2.通过变频器控制电磁阀运行实现流量的单闭环的PI调节3.用比例控制系统使副回路的流量跟踪主回路的流量，满足一定的工艺生产要求二．总体设计方案2.1方案论证根据实际生产情况，比值控制系统可以选择不同的控制方案，比值控制系统的控制方案主要有开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统几种。
方案一：收集于网络，如有侵权请联系管理员删除单闭环控制系统原理设计的系统框图如图2.1所示。
基于PLC的流量监控系统设计说明
毕业设计论文基于PLC的流量监控系统设计xxxx大学xxx.xxxxx目录1 选题背景2方案论证3 开发设计过程4 结果分析5 总结参考文献致谢附录A:MAIN主程序：附录B:CPU技术规范附录C :EM 235模拟量输入，输出和组合模块的技术规范基于PLC的流量监控系统设计1 选题背景本毕业设计课题来自实验室建设。
目的是利用PLC来实现过程控制。
目前，PLC使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
PLC通过模拟量I/O模块，实现模拟量与数字量之间的A/D、D/A转换，并对模拟量进行闭环PID控制。
用MCGS组态软件组态配置工业控制监控系统，对数据进行实时监控。
2方案论证本毕业设计原理是利用扩展模块EM235（AI4/AQ1*12位）进行数据采集，然后把采集到的数据利用程序进行工程量转换，给定量与输入量相减得出偏换，送到执行器，从而构成的是单闭环控制。
采用增量式PID，具有以下优点：（1）增量算法控制误动作影响小。
（2）增量算法控制易于实现手动/自动无扰动切换。
（3）不产生积分失控，易获得较好的调节品质。
在实际应用中，在以步进电机或多圈电位器作执行器件的系统中，则采用增量式PID算法。
MCGS即"监视与控制通用系统"，英文全称为Monitor and Control Generated System。
MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。
MCGS 工控组态软件是一套32位工控组态软件，集流程控制、数据采集、设备控制与输出数据与曲线等诸多强大功能于一身，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械等多种工程领域。
所以用MCGS作为本次毕业设计的开发软件是很有必要的。
双闭环流量比值控制系统设计说明书
目录摘要 (1)双闭环流量比值控制系统设计 (2)1、双闭环比值控制系统的原理与结构组成 (2)2、课程设计使用的设备 (3)3、比值系数的计算 (4)4、设备投运步骤以及实验曲线结果 (5)5、总结 (16)6、参考文献 (17)摘要在许多生产过程中，工艺上常常要求两种或者两种以上的物料保持一定的比例关系。
一旦比例失调，会影响生产的正常进行，造成产量下降，质量降低，能源浪费，环境污染，甚至造成安全事故。
这种自动保持两个或多个参数间比例关系的控制系统就是比值控制所要完成的任务。
因此比值控制系统就是用于实现两个或两个以上物料保持一定比例关系的控制系统。
需要保持一定比例关系的两种物料中，总有一种起主导作用的物料，称这种物料为主物料，另一种物料在控制过程中跟随主物料的变化而成比例的变化，这种无物料成为从物料。
由于主，从物料均为流量参数，又分别成为主物料流量和从物料流量，通常，主物料流量用Q1表示，从物料流量用Q2表示，工艺上要求两物料的比值为K，即K=Q2/Q1.在比值控制精度要求较高而主物料Q1又允许控制的场合，很自然就想到对主物料也进行定值控制，这就形成了双闭环比值系统。
在双闭环比值系统中，当主物料Q1受到干扰发生波动时，主物料回路对其进行定值控制，使从物料始终稳定在设定值附近，因此主物料回路是一个定值控制系统，而从物料回路是一个随动控制系统，主物料发生变化时，通过比值器的输出，使从物料回路控制器的设定值也发生变化，从而使从物料随着主物料的变化而成比例的变化。
当从物料Q2受到干扰时，和单闭环控制系统一样，经过从物料回路的调节，使从物料稳定在比值器输出值上。
双闭环比值控制系统由于实现了主物料Q1的定值控制，克服了干扰的影响，使主物料Q1变化平稳。
当然与之成比例的从物料Q2变化也将比较平稳。
根据双闭环比值控制系统的优点，它常用在主物料干扰比较频繁的场合，工艺上经常需要升降负荷的场合以及工艺上不允许负荷有较大波动的场合。
单闭环流量比值控制系统设计
摘要在现代工业生产过程中，工艺上常需要两种或两种以上的物料流量保持一定的比例关系，一旦比例失调，就会影响生产的正常进展，影响产品质量，浪费原料，消耗动力，造成环境污染，甚至产生生产事故。
例如氨分解工艺中的氨分解炉，入炉煤气和空气应保持一定的比例，否如此将使燃烧反响不能正常进展，而煤气和空气比例超过一定的极限将会引起爆炸。
实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。
通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统，称之为流量比值控制系统，这次课程设计的内容就是单闭环流量比值过程控制系统。
在实际的生产过程控制中,比值控制系统除了实现一定比例的混合外,还能起到在扰动影响到被控过程质量指标之前与时控制的作用.而且当最终质量指标难于测量,变送时,可以采用比值控制系统,使生产过程在最终质量达到预期指标下安全正常地进展,因为比值控制具有前馈控制的实质。
关键词：流量；比值控制；PID控制；可编程控制器目录1设计背景12比值控制系统概述4比值控制系统定义5比值控制原理5比值控制系统特点5比值控制系统的类型6开环比值控制系统6单闭环比值控制系统73单闭环流量比值控制系统方案设计9系统方案设计9系统硬件设计104上位机组态与程序设计124.1组态软件WinCC104.1.1WinCC简介104.1.2WinCC的开展与应用104.2上位机组态设计114.3PLC程序设计125PID参数整定与系统调试19控制器19控制器的优点20控制规律的选择20控制器参数的调节与其对控制性能的影响21比例控制对控制性能的影响19积分控制对控制性能的影响20微分控制对控制性能的影响22控制系统的整定23控制系统整定的根本要求23调节器参数的整定方法23 调节器参数的整定与调试27总结29参考文献301设计背景石油炼制生产过程中，把两种或两种以上根底组分油与各种添加剂按一定比例均匀混合，从而成为一种新产品的过程称为调和。
基于MCGS的流量过程监控系统
年第期基于MC G S 的流量过程监控系统德州学院机电工程学院孙秀云引言流量控制系统是以液体或气体的流速为被控参数的控制系统，在化工、石油、钢铁、轻工等行业的生产过程，都要求对某个流量参数进行控制，如钢铁行业中空气和氧气流量的稳定对产品的质量起着至关重要的作用。
因此，流量控制系统一直受到人们的广泛重视，也引起了很多科研工作者的关注。
化工、石油和钢铁生产过程，生产现场环境恶劣，对工作人员的身体易产生很大的伤害，所以远程监控系统在这类工业生产过程中非常重要，可有效减少恶劣环境对工作人员的伤害。
基于此，本论文利用M C G S 组态软件设计一个流量监控系统。
1流量控制系统工作原理图1流量控制系统示意图图2流量控制系统结构方框图图1所示的流量控制系统中，被控对象为流经管道中的液体，其流量q 为被控制量，该系统的控制目标是维持管道中的流量恒定不变。
系统利用流量测量变送环节F T 将检测变送后的电信号作为控制器F C 的流量反馈量，控制器将流量反馈值与流量给定值进行比较得到偏差e ，然后基于流量偏差进行P I D运算，输出控制量，调节电动调节阀的开度，从而调节流经管道的液体流量。
根据上述工作过程，设计流量控制系统的结构方框图如图2所示。
2流量监控系统设计本文基于浙江天煌有限公司的T H S A -1型过程综合自动化控制系统实验平台设计流量监控系统。
调节器采用厦门宇电自动化科技有限公司的A I 808人工智能P I D控制型调节仪表，实现对流量数据的采集和控制，输出控制信号为4m A ~20m A直流电信号，利用R S 232/R S 485串口与上位机进行通讯，实现系统的远程实时监控。
流量测量变送环节采用涡轮流量计，采用标准的二线制传输方式，工作时需提供24V直流电源，测量范围：0m3/h ~1.2m 3/h ；测量精度：1.0%；输出：4m A ~20m A直流电信号。
电动调节阀型号为：Q S V P -16K ，控制信号为4m A ~20m A D C或1~5V D C ，与调节器输出信号一致。
力控课程设计——流量监控系统设计
河南机电高等专科学校课程设计论文论文题目：流量监控系统设计系部自动控制系专业电气自动化班级自093学生姓名学号 0914153192011年12月23日1 总括1.1 设计目的运用组态软件“力控6.0”，结合工业过程实验室已有的设备，按照定值系统的控制要求，应用PID控制算法，自行设计，构成流量监控系统设计系统，并整定相关的PID控制参数使系统能够稳定运行，最终能够得到一个具有较美观的组态画面和较完善的组态控制程序的流量监控系统。
1.1控制要求1.2利用液位传感器对水桶进行实时的液位监控，使用组态软件实现控制监控，采用合理的控制规律，是水桶内的水位稳定在设定值附近，已达到整体系统稳定运行的效果。
同时要求系统实现与下位机(智能仪表)的通讯，动态显示现场变量与设备工作状态，显示水位并进行PID控制，水位超过10%时进行报警。
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，采用算法为PID控制规律，调节器为电磁阀，侧狼变送为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，有HB返回信号，是否还需要放水达到下水箱。
若还需要（即水位过低），则通过电磁控制流量的大小，加大流量，从而使下水箱水位达到合适的水位；如不需要（即水位过高或刚好合适），则通过电磁阀使流量保持或减小，其整个过程如图 2.1所示。
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。
本次设计流量回路控制，即为闭环控制系统，如下图2.2所示：图2.2 流量单回路控制系统框图2.3 PID控制算法PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。
其输入e (t)与输出u (t)的关系为u(t)=kp(e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中积分的上下限分别是0和t,因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s) 其中kp为比例系数； TI为积分时间常数； TD为微分时间常数PID控制器内各环节作用如下所述:(1)结构原理图如2.3所示：图2.3 PID控制器的结构原理图本设计中的PID控制算法的流程如图2.4示:图2.4 PID控制算法流程图3 过程控制中的仪器选择3.1 液位传感器液位传感器是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA/1～5VDC）。
实验指导书比值控制系统
第六章 比值控制系统实验第一节 单闭环流量比值控制系统一、实验目的1．了解单闭环比值控制系统的原理与结构组成。
2．掌握比值系数的计算方法。
3．掌握比值控制系统的参数整定与投运方法。
二、实验设备（同前）三、实验原理在工业生产过程中,往往需要几种物料以一定的比例混合参加化学反应。
如果比例失调，则会导致产品质量的降低、原料的浪费，严重时还会发生事故。
这种用来实现两个或两个以上参数之间保持一定比值关系的过程控制系统，均称为比值控制系统。
本实验是单闭环流量比值控制系统。
其实验系统结构图如图6-1所示。
该系统中有两条支路，一路是来自于电动调节阀支路的流量Q 1，它是一个主流量；另一路是来自于变频器—磁力泵支路的流量Q 2，它是系统的副流量。
要求副流量Q 2能跟随主流量Q 1的变化而变化，而且两者之间保持一个定值的比例关系，即Q 2/Q 1=K 。
图6-1 单闭环流量比值控制系统(a)结构图 (b)方框图由图中可以看出副流量是一个闭环控制回路，当主流量不变，而副流量受到扰动时，则可通过副流量的闭合回路进行定值控制；当主流量受到扰动时，副流量按一定比例跟随主流量变化，显然，单闭环流量控制系统的总流量是不固定的。
四、比值系数的计算设流量变送器的输出电流与输入流量间成线性关系，即当流量Q 由0～Q max 变化时，相应变送器的输出电流为4～20mA 。
由此可知，任一瞬时主流量Q 1和副流量Q 2所对应变送器的输出电流分别为I 1＝416max11+⨯Q Q (6-1) I 2＝416max 22+⨯Q Q (6-2) 式中Q 1max 和Q 2max 分别为Q 1和Q 2 最大流量值，即涡轮流量计测量上限，由于两只涡轮流量计完全相同，所以有Q 1max ＝Q 2max 。
设工艺要求Q 2/Q 1＝K ，则式（6-1）、（6-2）可改写为Q 1＝16)4(1-I Q 1max (6-3) Q 2＝16)4(2-I Q 2max (6-4) 于是求得12Q Q ＝4412--I I ×max1max 2Q Q ＝4412--I I (6-5) 折算成仪表的比值系数K ′为K ′＝K ×max2max 1Q Q ＝K (6-6) 五、实验内容与步骤本实验选择电动阀支路和变频器支路组成流量比值控制系统。
《仪表选用及DCS组态》 2.4 比值控制系统设计
流量比值
K F2 F1
ห้องสมุดไป่ตู้副流量 主流量
2.4.2 常见的比值控制方案 （1）开环比值控制
满足F2=kF1
（2）单闭环比值控制
（3）双闭环比值控制
（4）变比值控制
2.4.3 比值控制系统的实施方案 （一） 相除的实施方案
2.4.1 比值控制系统概述 比值控制系统概念 所谓比值控制系统，就是使一种物料随另一种 物料按一定比例变化的控制系统。 比值控制目的
比值控制系统的目的，就是为了实现两种或两 种以上物料的比例关系。
比值控制系统-----实现两个或两个以上参数符合一定比例 关系的控制系统
主物料-------处于主导地位的物料 表征该物料的参数为主动量F1（主流量）
相除方案可用在定比值或变比值控制系统中 优点:直观，能直接读出比值 缺点:稳定性差
（二） 相乘的实施方案 特性与系统无关，提高系统稳定性。
比值控制 系统设计
2.4.4 燃料与空气比值控制系统设计 蒸汽压力控制和燃料与空气比值控制系统
过程控制综合实验报告
过程控制综合实验报告目录1.流量比值控制系统 (2)2.液位和进口流量串级控制 (5)3.流量-液位前馈反馈控制91 流量比值控制系统1.1 流量比值控制系统描述流量比值控制系统控制流程图如图1.1所示:图1.1 流量比值控制流程图流量比值控制测点清单如表1.1所示:表1.1流量比值控制控制测点清单水介质一路（简称为I路）由泵P101（变频器驱动, 手动控制作为给定值）从水箱V104中加压获得压头, 经电磁阀XV-101进入V103, 水流量可通过变频器或者手阀QV-106来调节；另一路（简称为II路）由泵P102从水箱V104加压获得压头, 经由调节阀FV-101.水箱V103.手阀QV-116回流至水箱V104形成水循环, 通过调节阀FV-101调节此路的水流量；其中, I路水流量通过涡轮流量计FT-101测得, II 路水流量通过电磁流量计FT-102测得。
本题为比值调节系统, 调节阀FV-101为操纵变量, FT-102的测量值与FT-101的测量值经除法器运算后结果作为FTC-101的测量值, FT-102是被控变量。
1.2 控制算法和编程这是一个单闭环流量比值控制系统, 流量计FT-101流量与流量计FT-102成比例控制, 如图1.2所示。
1.3 操作过程和调试编写控制器算法程序, 下装调试；编写测试组态工程, 连接控制器, 进行联合调试。
2.在现场系统上, 打开手阀QV-102.QV-105, QV115, QV106, 电磁阀XV101直接打开（面板上DOCOM接24V, XV101接GND）。
3.在控制系统上, 将支路1流量变送器（FT-101）输出连接到控制器AI1, 将支路2流量变送器（FT-102）输出连接到控制器AI0, 变频器控制端连接到AO0, 调节阀FV-101控制端连接到AO1, 且变频器手动控制。
4.打开设备电源, 包括调节阀电源, 变频器电源, 变频器设为外部信号操作模式。
组态及过程控制系统设计
实训实习报告实训课程名称组态及过程控制系统设计专业班级小组组长姓名组员姓名设计地点指导教师设计起止时间：2012年11月26日至2012年12月07日目录一、设计任务 (2)二、设计过程 (2)2.1、方案描述，需求分析 (2)2.1.1 水箱液位控制系统的原理 (2)2.1.2 整体方案 (2)2.1.3 具体流程 (3)2.2 电气原理图 (3)2.3 选型 (4)2.3.1 M420变频器参数设定 (4)2.3.2液位变送器 (4)2.4 PID控制 (5)2.4.1 PID指令介绍 (5)2.4.2 PID控制原理 (6)2.4.3 PID调节的各个环节 (6)2.4.3 PID参数整定 (7)2.5 基于GE PAC RX3i液位控制系统设计 (10)2.5.1 系统控制原理 (10)2.5.2 硬件连接 (11)2.5.3 软件设计 (12)2.6 基于iFIX的液位监控系统的设计 (15)2.6.1 iFIX开发流程 (15)2.6.2创建驱动配置 (16)2.6.3 创建组态画面 (17)2.6.4 构造数据库 (18)2.6.5 建立动画 (19)三、安装、调试 (20)3.1通讯的调试 (20)3.2 数据连接的调试 (21)四、设计中的问题分析 (21)五、设计总结 (21)六、参考文献 (22)实训项目组态及过程控制系统设计一、设计任务液位控制系统软硬件的设计，水箱的特性确定，GE PAC可编程控制器的硬件掌握，PID参数的整定及各个参数的控制性能比较，整个系统各个部分的介绍和应用PAC语句编程来控制水箱水位。
二、设计过程2.1、方案描述，需求分析2.1.1 水箱液位控制系统的原理人工控制与自动控制在人工控制,为保持水箱液位恒定，操作人员应根据液位高度的变化情况控制净水量。
手工控制过程主要分为三步：○1用眼睛观察水箱液位的高低以获取测量值，并通过神经系统传到大脑；○2大脑根据眼睛看到的水位高度，与设定值进行比较，得出偏差大小和方向，然后根据操作经验发出控制命令；○3根据大脑发出的命令，用双手去改变给水阀（或进水阀）的开度，使水箱液位包持在工艺要求的高度上。
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《过程控制工程》课程设计报告书课题名称基于组态软件的流量比值过程控制系统设计姓名学号专业指导教师机电与控制工程学院年月日摘要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。
单闭环比值控制系统是在开环比值控制系统上增加对副物料的闭环控制回路，用以实现主、副物料的比值保持不变该控制系统能保证主、副物料的流量比值不变，同时，系统结构简单，因此在工业生产过程自动化中应用较广。
此文主要讲的是强碱氢氧化钠的单闭环流量控制法。
实际运行结果表明，系统不仅能按比值关系进行控制，而且具有较强的抗干扰能力。
该设计可以用于化工厂，制药等场所。
关键字：单闭环比值控制系统设计主副物料工业生产过程任务书1. 根据双容液位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. 根据双容液位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，正确设计双容液位单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。
目录1.绪论 (1)2.方案论证....................... ... .. (3)3.方案说明 ......................... ... .. (6)4.硬件方案......................................... (7)5.软件设计......................................... (9)6.调试 ........................................ (16)7.心得 .................................. ..... .. (17)8.致谢........................................ . (18)9.参考文献 (19)10．附录....................................... . (20)1 绪论在工业生产过程当中，有很多是要求两种或多种物料成一定比例关系，一旦比例失调，会影响生产的正常进行，影响产品质量，浪费原料，消耗动力，造成环境污染，甚至产生生产事故，所以严格控制其比例，对于安全生产来说是十分重要的。
特别是在产品生产中，经常需要两种或两种以上的物料按一定比例混合或进行生产，如果比例失调，轻则造成产品质量不合格，重则会造成生产事故或发生人身伤害，给企业带来较大的损失。
实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统,称为比值控制系统.由于过程工业中大部分物料都是以气态,液态或混合的流体状态在密闭管道,容器中进行能量传递与物质交换,所以保持两种或几种物料的比例实际上是保持两种或几种物料的流量比例关系,因此比值控制系统一般是指流量比值控制系统.在需要保持比值关系的两种物料中,必有一种物料处于主导地位,这种物料称之为主物料,表征这种物料的参数称之为主动量。
由于在生产过程控制中主要是流量比值控制系统,所以主动量也称为主流量,用Q1表示；而另一种物料按主物料进行配比,在控制过程中随主物料而变化；因此称为从物料,表征其特性的参数称为从动量或副流量,用Q2表示。
一般情况下,总是把生产中主要物料定为主物料。
在有些场合,以不可控物料定为主物料,用改变可控物料即从物料来实现它们之间的比值关系。
比值控制系统就是要实现副流量Q2与主流量Q1成一定比值关系,满足如下关系式:K=Q2/Q1，式中K为副流量与主流量的流量比值。
本课程设计主要针对工业上优质氢氧化钠的生产，介绍的是一种单闭环流量比值控制系统，利用该系统，利用单闭环比值随动控制实现氢氧化钠生产中氧化铜溶液的自动配料。
通过检测在硫酸钠溶液中按一定比例自动连续地掺加氧化铜溶液的多少。
利用单闭环比值控制的方式可以实现氧化铜溶液与硫酸钠溶液比例的恒定，达到了提高氢氧化钠质量的目的,同时生产生成的硫化铜经过焙烧氧化后可以循环利用。
由此得到合格的产品和安全的生产过程。
经实验和实践运行，证明该系统具有结构简单、稳态误差小、控制精度高等优点。
2.方案论证2.1 控制方案2.1.1 方案比较比值控制系统在实际生产中，可以根据实际情况选择不同的控制方案，比值系统的类型主要有开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统几种。
方案一：开环比值控制系统是最简单的比值控制系统其系统组成如图 2-1 所示，整个系统是一个开环控制系统。
图 2-1（1）工艺流程图（2）开环比值控制系统原理图方案二：根据比值系统的类型来设计生产氢氧化钠的控制系统，由单闭环比值控制系统原理设计的系统框图如图 2-2 所示。
图 2-2 单闭环流量比值控制系统原理框图2.1.2 方案论证就所设计的两种方案的方框图来看，明显可以看出方案二较之于方案一复杂，选用的设备也更多，但对于实际生产，生产效率和质量十分重要，因此对系统的稳定性和精确度要求较高，下面就这些因素对两个方案进行论证。
方案一的开环比值控制方案对副物料氧化铜溶液本身无抗干扰能力，只能适用于副物料较平稳且要求不高的场合。
实际生产过程中，副物料的干扰常常是不可避免的，因此生产上很少采用开环比值控制方案。
方案二的单闭环流量比值控制系统，与串级控制系统很相似，但功能很是不同。
可以见得，系统中没有主对象和主调节器，这是单闭环比值控制系统在结构上与串级不同的地方，串级中的副变量是调节变量到被控变量之间总对象的一个中间变量，而比值中，副流量不会影响主流量，这是两者之间本质上的区别。
经过分析，当系统处于稳态时，比值关系是比较精确的；在动态过程中，比值关系相对而言不够精确。
另外，如果主流量处于不变的状态，副流量控制系统又相当于一个定值控制系统。
2.1.3 方案选择通过前面方案的论证可知，开环比值控制系统适用于稳定性要求不高，扰动小的工业场合。
而单比值闭环控制系统它不但能实现副流量跟随主流量的变化而变化，而且可以克服副流量本身的干扰对比值的影响，因此主副流量的比值较为精确。
设计针对控制对象，主流量选择为硫化钠溶液，而副流量则选择是氧化铜溶液，实际生产中，由于这两种化学成分并不十分稳定，因而可能造成扰动频繁，并且属于负荷变化较大。
经过分析，选择方案二的单闭环流量比值控制系统来设计该生产控制系统。
如下图所示的原理方框图 2-3。
图 2-3 氧化钠溶液单闭环比值控制自动配料系统框图。
3. 方案说明3.1 设计目的通过组态王软件，结合实验设备，按照定制系统的控制要求，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，设计一个具有美观组态画面和较完善组态控制结构程序的液位单回路过控制系统。
3.2 控制要求1. 根据流量比值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. 根据流量比值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，正确设计流量比值单回路过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。
4 硬件方案4.1 流量检测传感器本设计当中采用工业用的 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，记录仪表，积算器或调节器配套。
它的优点： 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；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：0～0.4 输出信号：4～20mA DC，允许负载电阻为 0~750 Ω，基本误差：输出信号量程的±0.5%。
4.2 电动调节阀采用电动调节阀对控制回路的液体的流量进行调节。
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，驱动电路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。
由输入控制信号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，可预臵阀门关断力，保证阀门的可靠关断防止泄漏。
性能稳定可靠，控制精度高，使用寿命长等优点。
4.3 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 7024，四通道模拟输出模块，电流输出 4~20mADC，电压输出 1~5VDC，精度 14 位。
使用 7024 模块的 1 通道 I01 作为可控硅的电压控制通道。
A/D 模块采用牛顿 7017，八通道模拟输入模块，电压输入 1~5VDC。
使用 7024 模块的 1 通道 IN1 作为 A 流量信号检测输入通道，7024 模块的 2 通道 IN2 作为 B 流量信号检测信号输入通道。
通信模块采用牛顿 7520。
RS232 转换 485 通讯模块。
使用RS-232/RS485 双向协议转换，转速为 300~115200bps，可长距离传输。
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。
4.4变频器采用西门子 MICROMASTER 440 是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。
该系列有多种型号，额定功率范围从 120W 到 200kW 恒定（转矩 CT 控制方式），或者可达 250kW（可变转矩 VT 控制方式），供用户选用。