新增气体流量控制 GUI 与 Windows 可执行程序

新增 Tkinter 单窗口操作界面和后台设备状态机,支持连接与断开 PLC、在线设置目标流量、实时显示传感器数据与下发总开度,并在监测及闭环阶段统一执行安全保护。

默认将 valve_model_004.json 内置到单文件 EXE,同时支持校验并选择外部阀模型;整理标定 JSON/PNG 到 valve_model 目录并同步配置路径。补充运行层离线测试、PyInstaller 构建配置、交付文件和完整的 README 使用及重新打包说明。
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气体流量控制程序使用说明
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一、交付文件
1. FlowControl.exe
双击运行的 Windows 单文件程序,不需要安装 Python。
2. valve_model_004.json
内置模型的外置备份和自定义模型格式参考。程序默认使用 EXE 内部自带的
valve_model_004.json,外置文件被移动或删除不会影响默认模型。
3. 使用说明.txt
本文件。
二、重要安全说明
本程序会直接控制真实阀门。首次连接前必须确认 PLC IP、端口、站号、寄存器
地址、传感器量程、阀门动作方向和管路允许压力,并准备独立的机械或电气急停。
根据当前工程的安全策略:
- 连接 PLC 成功后,程序会先命令阀门至 100% 开度(电机行程 800);
- 点击“断开设备”、关闭窗口或发生控制故障时,程序会再次尝试命令阀门至
100% 开度,然后断开 PLC;
- “100% 开度”是当前软件定义的逻辑位置,现场必须再次确认真实动作方向。
三、正常操作
1. 双击 FlowControl.exe。程序启动后不会自动连接设备。
2. 核对 PLC 地址、端口和站号。默认值为 192.168.1.88、502、1。
3. 默认模型显示为“内置 valve_model_004.json80 点)”。
4. 点击“连接设备”。连接成功后程序先设置 100% 开度,并进入传感器监测。
5. 输入 0~300 SLM 的目标值,点击“设置目标流量”或按回车。首次设置即启动
10 Hz 闭环;运行中可以继续修改目标。
6. 观察当前流量、阀前压力、阀后压力、下发总开度、电机行程、前馈开度、
PI 修正量和 FAR/NEAR 模式。
7. 结束时点击“断开设备”,等待状态变为“设备已断开”后再关闭程序。
四、选择其他 A_eff 模型
只能在未连接或故障已断开的状态下切换模型。点击“选择 JSON…”后选择由本工程
辨识工具生成的模型。程序会检查 JSON 结构、有效数值、标定点数量以及行程范围
是否与当前 800~1000 配置一致。无效模型不会用于控制。
点击“使用内置”可随时恢复 valve_model_004.json。该模型允许非单调特性;同一
A_eff 存在多个反解行程时,沿用工程算法选择更接近关闭端的较大行程。
五、状态与故障
- 已连接 / 监测中:设备已连接,阀门保持 100% 开度,尚未启动闭环。
- 闭环运行中:目标流量已经生效,程序以 10 Hz 读取传感器并下发总开度。
- 故障 / 已断开:出现流量越界、压力超限、连续读取失败、写入失败、控制周期
严重超时或通信异常;程序已停止闭环并执行安全断开。
运行日志保存在 FlowControl.exe 同目录下的 logs\flow_control.log。遇到问题时请
保留该日志。日志最多约 2 MB,自动保留 3 份历史文件。
六、当前默认硬件参数
- 阀后流量:D700,量程 0300 SLM
- 阀后压力:D710,量程 0400 kPa
- 阀前压力:D720,量程 0300 kPa
- 电机命令:D730,行程 0~1000 映射到模拟量 032000
- 有效控制行程:800(100% 开度)~10000% 开度)
- 压力保护上限:500 kPa
首次真实设备投用必须由现场人员确认上述参数。