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.json（80 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。闭环运行中仍可输入
   新目标并再次点击，以直接切换目标。独立的“停止流量控制”按钮位于“设置目标
   流量”和“当前目标”之间；点击后程序停止闭环并立即下发 100% 总开度。
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。

手动给定开度：在闭环和开环扫点均停止、设备处于监测状态时，在“手动开度”
输入 0～100%，再点击“设置开度”。闭环运行中点击该按钮只会提示先停止流量
控制；关闭提示后不会停止闭环，也不会下发开度。手动下发和仅监测状态下 PID
均未参与控制，因此“PID 模式”统一显示为“未启用”。


四、开环扫点

1. 先连接设备并确认传感器数据正常，再点击“开环扫点”。
2. 在弹窗中设置起止开度、开度间隔、随机种子、采样周期、稳态窗口、标准差
   阈值、单点最长等待时间，并选择是否追加闭阀端精细行程点。
3. 点击“开始扫点”。若闭环正在运行，程序会先要求确认并停止闭环，再直接按
   扫描序列下发阀门开度。
4. 每个扫描点在阀后流量达到稳态或到达最长等待时间后自动切换。界面会持续
   显示当前点数、流量、压力、总开度和电机行程。
5. 扫点启动后按钮变为“停止扫点”，点击可提前停止。完成或停止后，程序尝试恢复
   100% 开度，设备保持连接并回到监测状态。

结果保存在 FlowControl.exe 同目录的 open_loop_data 文件夹。CSV 在采样时逐行
写入，因此中途停止或故障时仍保留已采数据；结束时还会生成包含压力、流量和
绝对压力比的 PNG。通信或安全故障会按安全策略断开设备。

CSV 是原始实验数据，并不是前馈模型，所以扫点结束时不会自动出现 JSON。
需要前馈表时点击设备区域的“拟合前馈表”，可按住 Ctrl 或 Shift 一次选择多份
开环 CSV，再选择 JSON 保存位置。程序会合并数据，输出可通过“选择 JSON…”
加载的阀模型，并在同目录生成同名诊断 PNG。闭环或开环扫点运行时不能启动拟合。


五、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。


六、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。
- 开环扫点中：程序按扫描序列直接下发开度，闭环反馈此时不参与控制。
- 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。


七、当前默认硬件参数

- 阀后流量：D700，量程 0～300 SLM
- 阀后压力：D710，量程 0～400 kPa
- 阀前压力：D720，量程 0～300 kPa
- 电机命令：D730，行程 0～1000 映射到模拟量 0～32000
- 有效控制行程：800（100% 开度）～1000（0% 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。