工業生產中過程控制是流量測量與儀表應用的一大領域，流量與溫度、壓力和物位一起統稱為過程控制中的四大參數，人們通過這些參數對生產過程進行監視與控制。對流體流量進行正確測量和調節是保證生產過程安全經濟運行、提高產品質量、降低物質消耗、提高經濟效益、實現科學管理的基礎。流量的檢測和控制在化工、能源電力、冶金、石油等領域應用廣泛。

系統工作原理

系統的工作原理是流量傳感器采集到流量信息，通過變換器，轉化為電信號，AD轉換器將模擬電信號轉化為離散信號，傳給單片機。單片機軟件系統根據事先的設定值對采集的信息進行處理，輸出離散的控制信號。DA轉換器將離散的控制信號轉化為模擬電量。通過模擬電量來控制閥門的動作，從而調節流量，實現流量的精確控制。

硬件構成

本系統主要由水泵、流量傳感器、電動閥門和MCS-51單片機控制系統以及液體管線和控制線、監視線等組成。

系統結構框圖如下所示：

流量是指單位時間內通過管道某一截面的物料數量。本控制系統的任務是對通過某一管道截面的物料數量即降粘劑流量進行控制。本系統采用單片機控制，通過流量計采集流量信息，傳給單片機。單片機通過預先設定值和系統軟件進行分析，發出相應的控制信號，驅動調節閥動作，從而確定降粘劑的配比與耗量，實現生產過程自動化。

系統硬件結構圖如圖所示：

其中，電磁流量計作為流量傳感器，采集流量信息，經放大器放大后送到AD轉換器。AD轉換器將連續的模擬量轉化為單片機能接受的離散的數字量。單片機收到流量信號后，在控制系統軟件的作用下，發出相應的執行命令給執行機構——步進電機。步進電機帶動閥門動作，對流體流量進行控制。軟件設計

軟件設計思路

該控制系統的軟件設計可以分為三部分：

1.主程序部分：該部分完成存儲器分區、數據定義和系統的初始化等，以及調用各個子程序，完成主要的控制功能。

2.流量控制程序：通過PID控制算法，編寫出相應的流量控制子程序，實現對流量的控制，達到預期的控制要求；

3.各子程序：各個子程序完成具體的實現方法，主要包括：設定值輸入、數碼管顯示、步進電機控制、AD轉換中斷、T0定時器中斷、采樣中斷等。 軟件流程圖如下

主程序設計

主程序部分，主要完成存儲器分配、系統初始化和系統整體控制等，并通過調用各子程序段，實現軟件的總體設計功能。

初始化：系統初始化程序的功能是對8155和89C51進行初始化，使D/A輸出為0，步進電機處于停機狀態，將RAM中的標志位和工作單元置為初始狀態，提示符CPUREADY寫入緩沖器。更新顯示器子程序的功能是將顯示緩沖器的內容，分別轉化為段數據，輸出到8155。顯示器0～12的顯示數據緩沖器分別為73H～7FH單元。當系統處于停機狀態時，顯示器0～4顯示參數，顯示器5～7顯示參數地址，所以73H～77H作為數據緩沖器，78H～7AH作為地址緩沖器，在運行狀態時，73H～77H作為瞬時流量緩沖器，78H～7FH作為累計流量緩沖器。 初始化程序的流程如圖所示：