水箱控制方案
水箱液位自动控制系统设计
第一章水箱液位自动控制系统原理液位自动控制是通过控制投料阀来控制液位的高低，当传感器检测到液位设定值时，阀门关闭，防止物料溢出；当检测液位低于设定值时，阀门打开，使液位上升，从而达到控制液位的目的。
在制浆造纸工厂常见有两种方式的液位控制：常压容器和压力容器的液位控制，例如浆池和蒸汽闪蒸罐。
液位自动控制系统由液位变送器（或差压变送器）、电动执行机构和液位自动控制器构成。
根据用户需要也可采用控制泵启停或改变电机频率方式来进行液位控制。
结构简单，安装方便，操作简便直观，可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。
应用范围在制浆造纸过程中涉及的所有池、罐、槽体液位自动控制。
图1.1中，是控制器的传递函数，是执行机构的传递函数，是测量变送器的传递函数，是被控对象的传递函数。
图5.1中，控制器，执行机构、测量变送器都属于自动化仪表，他们都是围绕被控对象工作的。
也就是说，一个过程控制的控制系统，是围绕被控现象而组成的，被控对象是控制系统的主体。
因此，对被控对象的动态特性进行深入了解是过程控制的一个重要任务。
只有深入了解被控对象的动态特性，了解他的内在规律，了解被控辩量在各种扰动下变化的情况，才能根据生产工艺的要求，为控制系统制定一个合理的动态性能指标，为控制系统的设计提供一个标准。
性能指标顶的偏低，可能会对产品的质量、产量造成影响。
性能指标顶的过高，可能会成不必要的投资和运行费用，甚至会影响到设备的寿命。
性能指标确定后，设计出合理的控制方案，也离不开对被控动态特性的了解。
不顾被控对象的特点，盲目进行设计，往往会导致设计的失败。
尤其是一些复杂控制方案的设计，不清楚被控对象的特点根本就无法进行设计。
有了正确的控制方案，控制系统中控制器，测量变送器、执行器等仪表的选择，必须已被控对象的特性为依据。
在控制系统组成后，合适的控制参数的确定及控制系统的调整，也完全依赖与对被控对象动态特性的了解。
由此可见，在控制工程中，了解被控制的对象是必须首先做好的一项工作。
双容水箱液位控制系统设计
双容水箱液位控制系统设计首先，双容水箱液位控制系统的基本原理是根据水位信号的反馈来控制水泵的启停。
当水箱液位低于设定值时，水泵启动，开始抽水；当液位达到设定值时，水泵停止运行。
这样就可以实现水箱液位的自动控制。
第一，确定水箱的容积和设计液位。
容积和设计液位的确定需要根据实际应用情况来选择，一般要考虑水泵的流量和工作时间等因素。
容积大的水箱可以减少水泵启停的频率，但其建设和维护成本也较高。
第二，确定水位传感器的选择和安装。
水位传感器是检测水箱液位的关键部件，可以选择浮子式传感器、超声波传感器等。
选择合适的传感器需要考虑其精度、可靠性、成本和使用环境等因素。
安装传感器时要确保其与水箱的接触良好，避免信号干扰。
第三，确定控制器的选择和编程。
控制器是实现水位控制的核心部件，可以选择PLC、单片机等。
控制器的选择要考虑其处理能力、输入输出接口和编程灵活性等因素。
编程时需要设置液位设定值和控制逻辑，使得系统能够准确地控制水泵的启停。
第四，确定水泵的选择和安装。
水泵是水箱液位控制系统的关键设备，可以选择离心泵、自吸泵等。
选择合适的水泵需要考虑其流量、扬程、功率和效率等因素。
水泵的安装要确保其与水箱的连接可靠，并考虑水泵的防护和维护问题。
第五，确定报警和保护措施。
对于水箱液位控制系统，需要设置相应的报警和保护机制，以及应急措施。
例如，当水泵故障或水箱液位异常时，系统应该能够及时发出报警，并采取相应的措施避免设备损坏或事故发生。
最后，测试和调试系统。
在系统设计和安装完成后，需要进行全面的测试和调试工作。
首先测试传感器和控制器的工作是否正常，然后测试水泵的启停控制是否准确。
同时，还需要进行系统的稳定性和灵敏度测试，确保系统能够稳定运行和满足实际需求。
总之，双容水箱液位控制系统的设计需要综合考虑容积、液位传感器、控制器、水泵、报警保护和测试调试等方面的因素。
只有设计合理并正确配置这些部件，才能实现高效、稳定的液位控制。
PLC水箱液位控制设计
PLC水箱液位控制设计水箱液位控制是工程和工业应用中的一个重要任务，受到工业生产和生活的影响。
PLC（可编程逻辑控制器）被广泛应用于自动化控制系统中。
在这里，我们将讨论PLC在水箱液位控制中的设计和应用。
一、设计要求1.自动控制水箱液位:根据需要自动控制水箱液位，以保持水箱液位在合适的范围内。
2.液位传感器:使用能够准确测量液位的传感器，例如超声波、浮子或电容传感器等。
3.控制阀门:根据液位传感器的信号，控制阀门的开关来调节进出水的流量。
4.安全保护:设置安全保护机制，如最高和最低液位报警，以防止水箱溢出或干涸。
二、系统设计1.硬件设计：选择适当的液位传感器、PLC和执行器，如电磁阀，来实现水箱液位的控制。
2.软件设计：编写PLC的控制程序，包括液位传感器读取、液位控制算法和输出控制信号给执行器的逻辑。
3.输入输出设计：将传感器连接到PLC的输入模块，并将执行器连接到PLC的输出模块。
4.安全保护设计：为了确保系统的安全性，设计液位报警机制，当液位低于最低限制或高于最高限制时，触发报警信号。
三、工作原理1.初始状态：水箱液位低于最低限制，控制系统开始工作。
2.传感器读取：PLC读取液位传感器的信号，并将其转换为数字量进行处理。
3.液位控制算法：根据传感器信号，PLC计算水箱液位的偏差，并决定相应的动作，如开启或关闭阀门。
4.输出控制信号：根据液位控制算法的结果，PLC将控制信号发送到执行器（电阀）以调节进出水量。
5.液位报警：如果液位低于最低限制或高于最高限制，PLC将触发报警信号以提醒操作员。
四、实施细节1.选择合适的液位传感器：液位传感器的选择取决于应用场景和预算。
超声波传感器具有高精度和无接触的特点，但价格较高。
浮子和电容传感器价格较低，但精度较低。
2.选择适当的PLC：根据应用要求选择适当的PLC。
考虑到通信接口、输入输出数量和处理速度等因素。
3.选择适当的执行器：根据流量要求选择适当的执行器，例如电磁阀。
水箱水位控制要点
水箱水位控制要点水箱水位控制对于一些水处理系统的安全运行、水资源利用效率以及夏季供水稳定性等方面都有着重要的作用。
本文将介绍水箱水位控制的基本概念、控制方法以及控制要点，希望能够对相关人员提供一些启示和帮助。
水箱水位控制的基本概念水箱水位控制是指对水箱水位进行监测和控制，当水位达到一定高度时，水泵开始工作将水抽出，当水位降至一定低度时，水泵停止工作，从而实现对水箱水位的自动控制。
水箱水位控制适用于各类水质、水量有一定要求的生产场所、居民小区、学校等建筑。
在不同场合中，对于水箱的大小、材质、安装地点、管道设置等均有不同要求。
水箱水位控制的控制方法水箱水位控制主要有以下几种控制方法：1.浮球控制方法。
利用浮球来感受水位的高低，从而控制水泵的启停。
这种方法简单易行，但浮球容易受到水质的影响而出现误差。
2.电极控制方法。
通过安装电极来检测水位高低，当水位变化时就会出现不同的电信号，从而控制水泵的启停。
这种方法的精度通常比较高，但对于水质的要求也比较高。
3.压力控制方法。
通过安装压力传感器来感受水压力的变化，从而控制水泵的启停。
这种方法精度比较高，但需要考虑管道设置、高差等数据的计算，并且管道常常需要安装压力阀和逆止阀等辅助设备。
水箱水位控制的几个关键要点1.合理设置水位高度。
水位高度的设置需要根据实际需求来进行合理的设置，同时需要考虑水泵的灵敏度和水质的影响，才能够保证水位控制的稳定性。
2.定期维护保养。
水箱水位控制设备需要定期检查、清洗和更换零部件，以保证其正常运行和稳定性。
3.控制设备的选择。
为了保证水箱水位控制的稳定性和精度，需要根据实际情况选择适当的控制设备，同时设备的质量和稳定性也需要铭记在心。
水箱水位控制对于现代化的水处理系统和生产场所来说至关重要，只有合理设置水位高度，选择合适的控制方法和设备，并定期进行维护保养，才能够保证水箱水位控制的精度和稳定性。
不锈钢水箱水质控制方案
不锈钢水箱水质控制方案一、水源选择不锈钢水箱的水源选择应基于水质稳定、易获取且满足不锈钢材料和结构要求的因素进行考虑。
首选地下水、自来水或经过处理的工业用水作为水源。
避免使用受污染的水源，以防止对不锈钢水箱内部造成腐蚀和污染。
二、水箱材料不锈钢水箱的材料选择应符合国家相关标准，并具备优良的耐腐蚀性和卫生性能。
常用不锈钢材料包括304、316和321等，这些材料具有较好的抗腐蚀性和耐热性能，能够满足不锈钢水箱的使用要求。
三、水箱设计不锈钢水箱的设计应考虑结构合理、方便清洁和维护等因素。
水箱结构可分为封闭式和开放式两类，根据实际需求进行选择。
同时，水箱的进出水口、溢流口、排污口等的设计应合理布局，方便日常操作和维护。
四、水质监测不锈钢水箱应配备水质监测系统，实时监测水质变化。
水质监测系统应包括水温、浊度、pH值、余氯等指标的监测，以便及时发现水质问题并进行处理。
同时，定期进行水质抽检，确保水质符合相关标准和规定。
五、水质消毒不锈钢水箱应采用合适的消毒方式对水质进行消毒处理，以防止微生物滋生和传播疾病。
可选用的消毒方式包括臭氧消毒、紫外线消毒、氯消毒等。
根据实际情况选择合适的消毒方式，并按照设备使用说明进行操作和维护。
六、水质过滤不锈钢水箱应配备水质过滤装置，对进入水箱的水进行初步过滤，去除水中的悬浮物、颗粒物等杂质。
水质过滤装置可选用砂滤、活性炭过滤等类型，根据实际需求进行选择和配置。
定期更换过滤装置的滤料，确保过滤效果和水质稳定。
七、水温控制不锈钢水箱应具备水温控制功能，以适应不同季节和环境下的水温变化。
水温控制可采用加热和冷却两种方式，根据实际需求进行选择和配置。
加热方式可选用电加热、蒸汽加热等，冷却方式可选用风冷、水冷等。
确保水箱水温控制在适宜范围内，以满足不锈钢材料的使用要求和水质稳定。
八、水质循环不锈钢水箱应具备水质循环功能，以促进水质的更新和改善。
水质循环可采用泵站或自然落差实现，通过循环水流对水箱内部进行清洗和消毒。
水箱液位控制系统设计设计
水箱液位控制系统设计设计一、系统概述水箱液位控制系统是一个智能化的系统，用于控制水箱液位并保持在设定的范围内。
该系统由传感器、控制器和执行器组成，通过传感器检测水箱液位，并将液位信号传输给控制器，控制器根据设定的参数进行判断和控制，最终通过执行器完成控制动作。
二、系统组成1.传感器：使用浮球传感器或超声波传感器来检测水箱液位。
传感器将液位转化为电信号，并传输给控制器。
2.控制器：控制器是系统的核心部分，它接收传感器的信号，并进行处理和判断。
控制器可以根据设定的参数来判断液位是否达到目标范围，并通过输出信号来控制执行器的动作。
此外，控制器还需要具备人机界面，方便用户进行参数设置和监测。
3.执行器：执行器根据控制器的控制信号，完成相应的动作。
例如，当液位过高时，执行器可以控制水泵关闭或排水阀打开，以降低液位；当液位过低时，执行器可以控制水泵开启或进水阀打开，以提高液位。
4.电源：为整个系统提供电能。
三、系统设计思路1.确定液位控制的范围：根据实际需求，确定水箱液位的上限和下限。
一般情况下，液位控制范围应在50%至85%之间。
2.选择合适的传感器：根据水箱的结构和液位控制要求，选择合适的传感器。
浮球传感器适用于小型水箱，超声波传感器适用于大型水箱。
3.设计控制器：控制器的主要功能是接收传感器的信号、处理和判断液位，并输出控制信号。
在设计控制器时，需要考虑如下几个方面：-信号处理：传感器的信号可能存在噪声，需要进行滤波处理，保证信号的准确性。
-参数设置：控制器应提供人机界面，方便用户根据实际需求设置参数，例如液位上下限、启停时间等。
-控制算法：根据设定的参数，控制器需要实现相应的控制算法，例如比例控制、积分控制等。
-控制输出：控制器根据判断结果输出控制信号，控制执行器的动作。
4.选用适配的执行器：根据液位控制要求，选择适合的执行器，例如水泵、进水阀、排水阀等。
5.系统集成与调试：将传感器、控制器和执行器进行连接和集成，进行系统调试和性能测试。
水箱的流量控制与调节装置
水箱的流量控制与调节装置是一个关键的系统组成部分，它能够确保水箱中的水流量的稳定和精确控制。
这个装置的设计和实施取决于水箱的使用场景和应用需求。
以下是一个基本的流量控制与调节装置的描述：装置组成：1. 流量传感器：这是一个用于测量水流量的设备，通常使用水流计或压力传感器来测量水流的强度。
2. 阀门：阀门是用于控制水流流动的设备，可以根据需要打开或关闭。
3. 控制器：控制器是整个装置的核心，它接收来自流量传感器的数据，并根据需要调整阀门的开度。
工作原理：当水流入水箱时，流量传感器会实时监测水流强度。
这个数据会被传送到控制器，控制器根据预设的流量标准或用户需求进行调整。
如果水流过大，控制器会命令阀门关小一点；如果水流过小，控制器会命令阀门完全打开。
这样，就可以稳定并调整水箱中的水流速度。
特点优势：1. 精准控制：由于采用了先进的传感器和控制器技术，可以精确测量和控制水流，从而确保水箱中的水质和流量始终保持在理想范围内。
2. 高效节能：通过调节阀门开度，可以实现能源的有效利用，降低能源消耗。
3. 操作简便：一般配备有智能化的操作界面，用户可以通过界面轻松设定和调整流量标准，方便易用。
应用场景：这个装置适用于各种需要稳定水流的水箱应用场景，如家庭用水、工业用水、游泳池用水等。
特别是在需要精确控制水量的场合，如游泳池、温泉、灌溉等，这个装置更是不可或缺。
总的来说，水箱的流量控制与调节装置是确保水箱系统正常运行的关键，它能够根据需求精确控制水流，提高系统的稳定性和效率。
同时，随着科技的进步，未来的流量控制与调节装置可能会更加智能化和高效，为水箱系统带来更多便利和优势。
水箱温度控制[1]
![水箱温度控制[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/763887115f0e7cd184253635.png)
1水箱温度控制系统简介1.1温度控制系统作用温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。
由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温度控制系统就会相应产生。
随着社会的发展需要，温度控制系统已经普遍被人们接受。
温度控制在现阶段已有很多地方用到如：热水器、锅炉等。
人们生活中所必须的设备都需要温度控制来解决。
温度控制系统设计起来简单，用起来更方便，其中我们可以采用单片机控制、可编程控制来实现1.2系统设计的方案方案一：用单片机对水箱温度控制系统进行设计，单片机编程的优点在与它具有微型化、低功耗、高性能、抗干拢能力强、易配微处理器等，其缺点在与它价格昂贵，拷贝程序后不可改变等麻烦事项。
方案二：用PLC对水箱温度控制系统进行设计，PLC用途广泛在工业控制中，某些输入量（例如压力、温度、流量、转速等）是连续变化的模拟量，某些执行机构要求PLC输出模拟信号，而PLC的CPU能处理数字量。
它的优点在与价格便宜有微型化、低功耗、高性能、抗干拢能力强、能多次改变自己需要的程序配套齐全、功能完善、易学易用、维护方便等。
缺点在于只能处理数字量。
经过对资源的再次利用和方便性，而考虑本次设计采用可编程控制来实现。
1.3用PLC设计的思路本次设计是基于PLC水箱恒温控制系统，通过可编程控制器控制，让水箱中的水保持恒定值60°。
首先要通过PT-100铂电阻来检测水温，并把检测到的温度与设定值进行比较，将其偏差值经过PID运算后控制双向晶闸管的导通角，调节加热丝的功率，从而使实际温度迅速接近给定值温度。
PID参数主要受到进出水流量、水箱水温设定控制温度、室温等因素影响。
水箱温度控制实物图如图1-1所示。
在设计中我会先进行硬件设计部分，然后进行软件设计并调试，依次向大家阐述整个编程所需要的知识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
用PLC 控制双容水箱液位（陈凤） 1、串联双容水箱系统的流程图（单闭环） 工艺流程如图1所示。
图1 系统工艺流程图
图1中，采用水泵作为输送源，把储水槽中的水抽到高位水箱，通过电动凋节阀的作用，可以调节进水量，再通过手动阀可以将水从高位水箱送入低位水箱，使低位水箱的液位保持在一定的高度。
在整个工作过程中，均有相应的仪表对高位水箱和低位水箱的液位进行检测和控制。
PLC
sp
控制阀
副被控
对象
主被控对象
主测量变送器
计算机
组态王）
x
1、串联双容水箱系统的工艺流程图（双闭环）
图1 双容水箱液位控制系统实验设备
2、用到的设备
计算机、水泵、压力变送器、变频器、电动调节阀、上水箱、中水箱、上水箱液位变送器、中水箱液位变送器、牛顿模块（输入、输出），
3、制系统的控制要求及实现
3.1 串联双容水箱液位的控制原理
根据工艺要求，为了保证控制精度，系统以低位水箱液位为主调节参数，高位水箱液位为副调节参数，构成串联双容水箱串级控制系统。
低位水箱的液位传感器检测的液位信号与给定液位值进行比较后送人主调节器，经PID运算后，其输出作为副调节器的给定值，与高位水箱的液位传感器检测到的液位信号进行比较后送人副调节器，经PID运算后，其输出控制电动调节阀的开度，控制进水流量的大小，从而控制水箱的液位口。
（为了节约资源和能源，把低位水箱流出的水储存在最下面的储水器里，用水泵使其用来作为高位水箱的输入）系统的结构如图2所示。
3.2 控制系统的结构及实现
根据工艺要求，考虑到系统中处理的模拟量信号是液位，所以采用PLC实现对信号的处理和整个系统的控制；采用组态王软件对系统进行显示和监控。
如图2所示。
(1) 被控参数的选择
应选择被控过程中能直接反映生产过程能够中的产品产量和质量，又易于测量的参数。
在双容水箱控制系统中选择下水箱的液位为系统被控参数，因为下水箱的液位是整个控制作用的关键，要求液位维持在某给定值上下。
如果其调节欠妥当，会造成整个系统控制设计的失败,且现在对于液位的测量有成熟的技术和设备。
(2) 控制参数的选择
从双容水箱系统来看，影响液位有两个量，一是通过上水箱流入系统的流量，二是经下水箱流出系统的流量。
调节这两个流量都可以改变液位的高低。
但当电动调节阀突然断电关断时，后一种控制方式会造成长流水，导致水箱中水过多溢出，造成浪费或事故。
所以选择流入系统的流量作为控制参数更合理一些。
(3) 主副回路设计
为了实现液位串级控制，使用双闭环结构。
副回路应对于包含在其内的二次扰动以及非线性参数、较大负荷变化有很强的抑制能力与一定的自适应能力。
主副回路时间常数之比应在3到10之间，以使副回路既能反应灵敏，又能显著改善过程特性。
下水箱容量滞后与上水箱相比较大，而且控制下水箱液位是系统设计的核心问题，所以选择主对象为下水箱，副对象为上水箱，。
(4) 控制器的选择
根据双容水箱液位系统的过程特性和数学模型选择控制器的控制规律。
为了实现液位串级控制，使用双闭环结构，主调节器选择比例积分微分控制规律(PID)，对下水箱液位进行调节，副调节器选择比例控制率(P)，对上水箱液位进行调节，并辅助主调节器对于系统进行控制，整个回路构成双环负反馈系统。
4、控制系统的调试
为了满足控制系统的精度要求，采用两步整定法，先整定副环，按4：l衰减曲线法得到δs1，Ts1，用同样的方法再整定主环，得到δs2，Ts2，从而得到主调节器的参数和副调节器的参数分别为：δ1，T11，δ2，T12，TD2。