基于组态王与MATLAB的双容水箱液位模糊控制系统

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基于组态王软件的双容水箱流量监控系统设计

- 61 -第7期2019年4月No.7April，2019流量监控系统是以液体或气体的流量为被控参数的控制系统，已被广泛应用在化工、石油、钢铁、轻工等行业的生产过程中，都要求对某个流量参数进行控制[1-2]。

例如，城市天然气输配系统需要安装天然气流量监控系统，以对生产现场工艺参数、设备状态等数据进行实时采集与处理。

在钢铁行业中，需要实时监控空气流量和氧气流量，以保证产品的质量。

自来水输送管道也需要实时监控水流量，确保自来水的安全输送。

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[3-5]。

本文利用组态王软件设计一个双容水箱流量监控系统。

1 双容水箱流量控制系统工艺流程双容水箱流量监控系统是由水箱V102和V103、储水箱V104、流量计FT102、电动调节阀、水泵、手阀、可编程控制器组成，系统工艺流程如图1所示，双容水箱由中水箱V103和上水箱V102组成，V102流过管道的流量为该系统的被控变量，FV101为操纵变量。

储水箱中水介质经过水泵流入水箱V103，由流量计FT102测量流量，流量测量值送入控制器中，根据控制算法输出控制信号，调整FV101的开度，直到流速稳定到设定值。

控制器采用西门子S7-200PLC ，控制算法采用PI 算法。

图1 双容水箱流量控制系统工艺流程2 双容水箱流量监控系统的设计双容水箱流量监控系统采用组态王软件实现流量监控系统设计，包括组态流量监控系统画面设计、数据库的建立、动画链接、曲线显示、运行调试等，实现流量实时趋势曲线显示、控制参数在线调整、数据报表等功能。

双容水箱流量监控系统主画面是水箱、管道、水泵、电磁阀、传感器、PLC 组成的系统（见图2）。

首先，开始创建组态画面，使用工程管理器新建一个组态王工程后，进入组态王工程浏览器，建立新的画面，并命名为“双容水箱流量监控系统”。

其次，在画面开发系统中制作储水箱V104、中水箱V103、上水箱V102，在图2中选择水泵、阀门、PLC 、传感器、电动调节阀等放置在主画面的对应位置上。

基于MCGS双容水箱的液位控制系统的设计

基于MCGS双容水箱的液位控制系统的设计液位控制系统的设计是指通过控制液位，使其保持在一定的范围内，以确保液位不超过或低于设定的阈值。

基于MCGS双容水箱的液位控制系统设计，是指采用MCGS双容水箱作为液位控制的主要装置，通过合理的控制算法和参数设置，实现水箱液位的稳定控制。

MCGS双容水箱是一种具有两个容器的水箱系统，其中一个容器填充水，另一个容器排空水，通过控制两个容器之间的水位差，可以实现对整个水箱液位的控制。

基于这种结构，可以设计出以下几个方面的液位控制系统。

第一，传感器的选取和安装。

传感器是液位控制系统的核心部件，用于实时检测水箱的液位信息。

在选取传感器时，需要考虑传感器的灵敏度、稳定性和耐腐蚀性等因素。

传感器一般安装在水箱的上部和下部，以便检测到液位的变化。

第二，控制算法的设计。

针对MCGS双容水箱的特点，可以设计出一套合理的控制算法来控制液位。

一种常用的控制算法是PID控制算法，通过调节水箱出水流量和进水流量的比例，实现对液位的控制。

通过对水箱系统进行建模和仿真，可以确定合适的PID参数，从而实现液位的稳定控制。

第三，控制参数的设置。

在设计液位控制系统时，需要合理设置控制参数，包括PID参数、液位报警阈值和控制的液位范围等。

PID参数的设置可以通过试验和调整来完成，液位报警阈值可以根据实际需求来确定，控制的液位范围可以根据水箱容量和水流量等因素来设定。

第四，系统的安全保护措施。

在设计液位控制系统时，需要考虑到系统的安全性，防止出现液位过高或过低的情况。

可以设置液位报警装置，在液位超出设定的范围时发出警报，以便及时采取措施，避免发生事故。

综上所述，基于MCGS双容水箱的液位控制系统设计需要考虑传感器的选取和安装，控制算法的设计，控制参数的设置以及系统的安全保护措施。

通过合理的设计和调试，可以实现对水箱液位的稳定控制，确保系统的运行安全和稳定。

双容水箱液位控制系统毕业设计(论文)

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：双容水箱液位控制系统学生姓名：学号：专业：班级：指导教师：双容水箱液位控制系统摘要本设计以PCT-Ⅲ型过程控制实验装置为基础，对双容水箱进行对象特性测试及液位控制。

通过对双容水箱液位控制系统的分析建模，针对其对象特性，采用串级PID控制方式，构成了以上水箱液位为副调节参数、下水箱液位为主调节参数的液位串级控制系统，有效地克服了二次干扰以及双容水箱的容量滞后等问题，从而缩短了调节时间。

利用北京亚控公司生产的组态王软件实施上位机界面组态，对系统进行实时地操作、监控。

在控制过程中不需要下位机，通过在组太王软件工程浏览器中的命令语言编辑对话框里面输入PID控制源程序，实现计算机直接控制的方式，通过RS232/485转换器和牛顿模块实现计算机与现场设备之间的数据交换。

并利用变频器使抽水泵工作在恒压供水的状态下，通过电动调节阀来实现控制目标。

在对双容水箱液位控制系统进行参数整定时，以使调节过程稳、准、快为原则，从而得到适合的调节器参数。

实验结果表明，系统实现了对过程参数的无稳态误差控制，具有良好的稳态性能和动态性能。

关键词: 液位；串级控制；PID 控制；组态软件；参数整定Double tank water level control systemAbstractThe design is based on the PCT-Ⅲ type of process control device for the testing object properties and level control on the two-tank. Through analysis and modeling for the two-tank water level control system, use of cascade PID control for its object properties and constitute a water level control system ,its deputy adjustable parameter is previous water level and the main adjustable parameters is under the tank's liquid level cascade control system. It overcomes the problems effectively about the second two-tank and capacity lagged behind and reduces the adjustment time. Use Configuration software which is generated by Beijing Asia's PC to implement the interface configuration, operate water level real-time and monitor the system. In the control process does not require the next crew, edit dialog box to enter the PID control inside source through the software engineering group in the browser command language to achieve direct control of the computer, through the RS232/485 converter and Newton module achieve the exchange of data between computer and field devices. And use the drive to work in the constant pressure water supply pumps in the state, through the electric control valve to achieve the control objectives. In two-tank water level control system parameters adjustment, follow the principle of steady, accurate, fast in adjustment process to get appropriate parameters. The experimental results show that the system of process parameters to achieve steady-state error-free control, with good steady state performance and dynamic performance.Keywords:Level; Cascade control; PID control; configuration software; parameter tuning目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2本文主要研究的内容 (2)第二章PCT试验装置介绍 (3)2.1 PCT实验装置构成简介 (3)2.1.1水箱 (3)2.1.2液位传感器 (3)2.1.3电动调节阀 (4)2.1.4压力传感器 (4)2.1.5变频器 (4)2.1.6三项磁力水泵 (5)2.1.7牛顿模块 (5)2.2双容水箱系统硬件结构 (6)2.3 水箱液位实验控制系统的用途 (7)第三章双容水箱液位控制系统分析设计 (8)3.1双容水箱液位控制系统分析 (8)3.1.1液位控制系统组成 (8)3.1.2液位控制系统的控制目标 (9)3.1.3液位控制系统的模型分析 (9)3.2 双容水箱液位控制系统方案设计 (12)3.2.1控制方案的选定 (12)3.2.2串级控制系统的特点 (13)3.2.3串级控制系统的设计 (13)3.2.4计算机串级控制算法实施 (17)3.2.5液位串级控制系统工作过程 (18)3.3液位控制系统参数整定 (19)3.3.1Kp、Ti、Td对控制质量的影响 (20)3.3.2几种工程整定方法介绍 (21)3.3.3串级控制系统的参数整定 (24)第四章组态软件设计 (27)4.1“组态王”简介 (28)4.2组态画面的建立 (28)4.2.1建立工程 (28)4.2.2设备配置 (29)4.2.3变量定义 (31)4.2.4画面设计与动画连接 (33)4.2.5实时曲线和历史曲线的建立 (36)4.2.6手自动切换和PID控制画面的建立 (38)第五章双容水箱液位控制系统实验 (40)5.1实验所用设备 (40)5.2实验过程 (40)5.3实验结果分析 (42)总结 (43)参考文献 (44)附录 (46)致谢 (48)第一章绪论1.1课题研究背景及意义随着科学技术的发展，现代工业生产工艺中的控制问题也日趋复杂。

基于组态王的二阶液位控制系统设计___________________李苡臣

成都理工大学工程技术学院毕业论文基于组态王的二阶液位控制系统设计作者姓名：李苡臣专业名称：测控技术与仪器指导教师：王洋工程师摘要过程控制是自动化技术的重要应用领域，它是指对液位、温度、流量、等过程变量进行控制，在冶金、机械、化工、电力等方面得到广泛应用。

在实际生产中，液位控制的准确程度和控制效果直接影响到工厂的生产成本、经济效益甚至设备的安全系数。

所以，为了保证安全条件、方便操作，就必须研究开发先进的液位控制方法和策略。

在本设计中以液位控制系统的水箱作为研究对象，水箱的液位为被控制量，选择了出水阀门作为控制系统的执行机构。

建立了串级液位控制算法。

虽然PID控制是控制系统中应用最为广泛的一种控制算法。

但是要想取得良好的控制效果，必须合理的确定PID的控制参数，使之具有合理的数学模型。

本次毕业设计的主题主要是基于组态王的液位控制系统的设计，控制对象为水箱液位，而通过matlab软件来模拟仿真。

液位控制在现代工业中占有重要的分量，它对生产的影响不容忽视，为了保证安全生产以及产品的质量和数量，对液位进行及时有效的控制是非常必要的。

关键词：液位控制，PID控制，串级控制，matlabAbstractProcess control is an important application field of automatic technology, it is to point to the level, temperature, flow control process variables, such as in metallurgy, machinery, chemical, electric power, etc can be widely used. in actual production, liquid level control accuracy and control effects directly affect the factory production cost and economic benefit of safety coefficient. Even equipment so, in order to ensure safety, convenient operation, you have to research the development of advanced level control methods and strategies.In the design of the tank as a research object in liquid level control system, amount of liquid level in the tank to be controlled, selected the outlet valve bodies in the implementation of a control system. Establishment of the PID control algorithm of liquid level. Although the PID control is one of the most widely used in control systems control algorithms. But to get good control of effects, the determination of PID control parameters must be reasonable, so that it has a reasonable mathematical model.The graduation design topic is the liquid level control system based on kingview control. Among them was controlled object for tank level, matlab is mainly used in the simulation test. In modern industry level control of important component, it influence upon production not allow to ignore, in order to ensure safety in production and the product quality and quantity , the level and perform effective control is very necessary.KEY WORDS：liquid level control ,PID control，cascade control, matlab目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................. I II 1 绪论 (5)1.1 研究背景、目的和意义 (5)1.2 过程控制的特点 (5)1.3 液位控制系统的发展现状 (6)1.4 本论文内容安排 (7)2 数学模型的建立 (8)2.1 二阶液位系统简介 (8)2.2 数学模型的建立 (8)2.2.1 数学建模的基本概念 (8)2.2.2 数学建模的过程 (9)2.3 参数辨识及参数整定 (12)2.3.1 水箱液位控制参数辨识方法 (12)2.3.2 水箱液位PID参数整定方法 (15)2.4 本章小结 (17)3 系统仿真 (18)3.1 MATLAB软件介绍 (18)3.2 PID系统仿真 (18)3.3 串级控制仿真 (23)3.4 本章小结 (26)4 组态界面的设计 (27)4.1 组态王简介 (27)4.2 组态画面的建立 (28)4.2.1 设备配置 (28)4.2.2 定义变量 (30)4.2.3 画面设计 (32)4.3 本章小结 (39)5 总结 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 绪论1.1研究背景、目的和意义在工业生产飞速发展的今天，人们对于生产过程自动化控制水平及工业产品质量的要求越来越高。

双容水箱的模糊PID控制

双容水箱液位模糊串级控制系统的设计与MATLAB仿真薛松柏11.宿迁学院机电工程系，09自动化1班，20090704140摘要：液位控制是工业控制中的一个重要问题，针对液位控制过程中存在大滞后、时变、非线性的特点，为适应复杂系统的控制要求，人们研制了种类繁多的先进的智能控制器，模糊PID 控制器便是其中之一。

模糊PID控制结合了PID控制算法和模糊控制方法的优点，可以在线实现PID参数的调整，使控制系统的响应速度快，过渡过程时间大大缩短，超调量减少，振荡次数少，具有较强的鲁棒性和稳定性，在模糊控制中扮演着十分重要的角色。

本文先对双容水箱进行数学建模，将模糊控制和PID控制相结合，设计出了双容水箱液位模糊PID串级控制系统。

然后参照经验选取了合适的模糊控制规则和隶属度函数，设计了模糊控制器，建立了模糊控制表，供在线模糊控制查询使用。

最后应用MATLAB对双容水箱液位控制对象的常规PID串级控制系统和模糊PID串级控制系统进行了仿真比较，说明了模糊PID串级控制系统相对于常规PID串级控制系统，对于此设计具有明显的优越性。

关键字：PID控制；模糊控制；模糊PID串级控制；MATLAB仿真0 引言双容水箱液位控制系统，由于阀门的非线性、传输管道的纯滞后，用常规的PID控制不能取得满意的控制效果，而且双容水箱理论上的数学模型是很难建立的，所以用常规的PID控制更难取得满意的控制效果。

为此将模糊控制引入到双容水箱液位控制系统中来，根据人工控制的经验总结模糊控制的规律，用模糊控制和PID控制对双容水箱进行串级控制，可以取得满意的控制效果。

本文设计了双容水箱液位的模糊PID串级控制，用模糊控制和PID控制组成的双容水箱液位串级控制系统通过控制双容水箱的下液位，改善其控制性能，并借助MATLAB进行仿真，比较常规PID串级控制和模糊PID串级控制的性能。

1 双容水箱液位系统的组成双容水箱串级液位控制系统结构图如图 2.1所示。

组态王-水箱水位控制

- --目录水箱水位控制0第一章绪论0第二章系统需求分析1第三章系统控制方案1第四章系统监控界面设计1第五章数据字典设计2第六章应用程序命令语言2反响中心监控车间的设计4第一章系统监控界面设计4第二章应用程序命令语言4心得体会5水箱水位控制第一章绪论在日常生活中，我们最常见的就是对储水罐液位的控制，系统是根据用户使用水的情况自动向储水罐中注水，确保储水罐也为保持在一定围。

在这里我们运用组态王对单容水箱液位控制系统进展自动控制。

在双容水箱中，我们需要实时检测和调节水箱水位，为为了最大程度上减轻了人们工作负担，需要设计一个组态王液位控制系统对水箱的水位进展实时检测。

双位水箱串级控制系统是被测对象由两个不同容积的水箱串联组成，故称其为双容水箱，控制原理是通过水泵将储水箱中的水送上水箱，通过阀门对其控制，使其可以合理的进展储水，当然，如果进水量大于出水量，则自动通过溢水口排入储水箱。

第二章系统需求分析为了保证系统所需用水的供给，供水系统必须能够及时的对各种用水对象进展供水。

这就要求水塔和储水箱的水位不能低于一定的下限以免断水对人们的正常生活所带来的影响，同时水塔和储水箱的水位又不能高于一定的上限，从而使得水资源可以合理的分配利用。

如果使用组态王来实现软硬结合的控制，将会给系统的各性能带来良好的提升。

第三章系统控制方案整个供水系统可以抽象为主水箱和储水箱两个容器的液位控制。

主水箱的水来自地下，储水箱的液位由水泵和储水箱的出水阀门综合决定。

各种工业用水和生活用水可以用其对应的储水箱的出水管道代替。

这样系统就组态好了。

单容水箱液位控制系统主要有以下几个根本环节组成：被控对象〔水箱〕、液位测量变送器、控制器〔计算机〕、执行机构〔电动调节阀〕、水泵、储水箱。

本文的设计原理：当主水箱进水阀翻开时，水箱液位以较小的速度增长，增到90，水位到达高水位线，发出警报，水箱液位到达98时，主水箱进水阀自动关闭；此时，储水箱水泵翻开，开场抽水，输送到储水箱中；当储水箱液位到达高水位时〔90〕报警，到达液位98时关闭水泵；储水箱出水阀翻开；当储水箱出水阀翻开，并且储水箱液位低于20时，报警，并关闭储水箱出水阀，同时翻开水泵；当主水箱液位低于20时，关闭水泵，同时翻开主水箱进水阀。

双容水箱液位串级控制系统的设计

目录摘要 (1)Abstract: (2)1 概述 (3)1.1 过程控制介绍 (3)1.2 液位串级控制系统介绍 (4)1.3 MATLAB软件介绍 (4)1.4 MCGS组态软件介绍 (5)2 被控对象建模 (7)2.1 水箱模型分析 (7)2.2 阶跃响应曲线法建立模型 (7)3 系统控制方案设计与仿真 (13)3.1 PID控制原理 (13)3.2 系统控制方案设计 (15)3.2 控制系统仿真 (16)4 建立仪表过程控制系统 (20)4.1 过程仪表介绍 (20)4.2 仪表过程控制系统的组建 (21)4.3 仪表过程控制系统调试运行 (24)5 建立计算机过程控制系统 (26)5.1 计算机过程控制系统硬件设计 (26)5.2 MCGS软件工程组态 (28)5.3 计算机过程控制系统调试运行 (38)6 结论 (40)谢词 (41)参考文献 (42)................双容水箱液位串级控制系统的设计摘要：本论文的目的是设计双容水箱液位串级控制系统。

在设计中充分利用自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术和自动控制技术，以实现对水箱液位的串级控制。

首先对被控对象的模型进行分析，并采用实验建模法求取模型的传递函数。

其次，根据被控对象模型和被控过程特性设计串级控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析。

然后，设计并组建仪表过程控制系统，通过智能调节仪表实现对液位的串级PID控制。

最后，借助数据采集模块﹑MCGS组态软件和数字控制器，设计并组建远程计算机过程控制系统，完成控制系统实验和结果分析。

关键词：液位模型 PID控制仪表过程控制系统计算机过程控制系统Abstract:The purpose of this thesis is to design the liquid level's concatenation control system of the double capacity water tank. This design makes full use of the automatic indicatortechnique ﹑the computer technique﹑the communication technique and the automaticcontrol technique in order to realize concatenation control of water tank's liquid.First, I carry out the analysis of the controlled objects' model, and use theexperimental method to calculate the transfer function of the model .Next, I Designthe concatenation control system and use the dynamic simulation technique to analyzethe capability of control system. Afterwards, I design and set up the indicator processcontrol system, realize PID control of the liquid level with intelligence indicator.Finally, I design and set up the long distance computer control system in virtue ofthe data collection module ﹑MCGS soft and digital PID controller，accomplish controlsystem experiment and analyze the outcome.Keywords:liquid level model PID control indicator process control system computer process control systemzzzzzzzzzzzzzzzzz双容水箱液位串级控制系统的设计1 概述1.1过程控制介绍1．工业过程控制的发展概况自本世纪30年代以来，伴随着自动控制理论的日趋成熟，自动化技术不断地发展并获得了惊人的成就，在工业生产和科学发展中起着关键性的作用。

双容水箱液位串级控制系统的设计

在设计中充分利用自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术和自动控制技术，以实现对水箱液位的串级控制。

首先对被控对象的模型进行分析，并采用实验建模法求取模型的传递函数。

其次，根据被控对象模型和被控过程特性设计串级控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析。

然后，设计并组建仪表过程控制系统，通过智能调节仪表实现对液位的串级PID控制。

最后，借助数据采集模块﹑MCGS组态软件和数字控制器，设计并组建远程计算机过程控制系统，完成控制系统实验和结果分析。

二容水箱模糊控制系统设计

摘要在工业过程控制中，被控对象通常具有纯滞后、时变性、非线性以及存在种类繁多的干扰，采用常规的PID控制方法，难以获得满意的动、静态性能。

模糊控制作为智能控制领域的一个分支，由于其本质是非线性控制和自适应控制，对于参数时变,纯滞后和不精确模型等复杂控制系统，具有较强的鲁棒性。

本文针对典型的二阶惯性纯滞后系统，设计研究了模糊控制和常规PID的复合控制、PID参数的模糊自整定控制和PID-模糊Smith控制三种智能控制方法。

计算机仿真结果表明：这三种智能控制在二阶滞后系统中的控制效果均优于传统的PID控制效果，能够改善系统的动、静态特性，使控制系统的鲁棒性和抗干扰性得到显著提高。

论文最后通过建立系统的组态工程，将模糊控制方法应用到二容水箱液位控制系统，给出了系统的硬件设计结构，开发了组态画面，并且根据模糊PID控制规则编制了模糊控制程序。

试验结果验证了模糊控制算法的有效性，表明模糊控制在控制性能上优于传统的PID控制。

关键词：纯滞后；模糊控制；鲁棒性；参数自整定；二容水箱AbstractIn the industrial process control, the control objects usually own the time delay, nonlinear, time-vary characteristic accompanied with diverse interferences. So, it is hard to acquire satisfying static and dynamic characteristics by using common PID control. fuzzy control, as a branch of intelligent control field, is adapted to complicated systems with the characteristic of parameter time-vary, model mismatch and time delay, due to its essence of nonlinear and adaptive control and strong robustness.For the system of representative two steps time-delay, fuzzy-PID hybrid control,fuzzy PID control with parameters self-tuning and PID fuzzy Smith complex control are studied in this paper. The simulation shows that the control effects of the above three intelligent control are better than traditional PID control, and the dynamic and steady characteristics are improved. In addition, the robustness and anti-interference are advanced.By means of building a configurative project, the fuzzy control strategy is applied to the two-container water tank, and a set of completed hardware and structure diagram is provided. What’s more, the program is designed according to fuzzy PID control rule. The experiment shows that the arithmetic of fuzzy control is efficient and the capability of fuzzy control is superior to the traditional PID control.Keywords: pure time-delay; fuzzy control; robustness; parameter auto-tuning; two-container water tank目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................................................... I I 1. 绪论 .. (1)1.1 引言 (1)1.2 复杂工业过程控制所面临的问题 (1)1.3 国内外模糊控制的现状与展望 (2)1.3.1模糊控制的现状 (2)1.3.2 模糊控制展望 (3)1.3本课题研究的目的及意义 (3)本章小结 (4)2. 模糊控制理论 (5)2.1模糊控制概论 (5)2.2模糊控制器的基本原理 (5)2.2.1 模糊控制器的基本设计方法 (6)2.2.2 模糊控制算法 (10)2.2.3控制规则自调整模糊控制器基本原理 (12)本章小结 (14)3. 模糊PID控制方法的研究 (15)3.1 模糊控制器和常规PID的复合控制 (16)3.1.1系统仿真实验 (17)3.2 常规PID参数的模糊自整定控制 (18)3.2.1 PID控制器参数自整定原则 (19)3.2.2 各变量隶属度函数的确定 (21)3.2.3系统仿真实验 (22)本章小结 (23)4. PID-模糊Smith智能控制方法的研究 (24)4.1施密斯（Smith）预估控制 (24)4.2 PID-模糊Smith预估控制 (25)4.2.1模糊Smith控制 (25)4.2.2模糊Smith及PID的复合控制 (26)4.3系统仿真实验 (26)本章小结 (28)5. 模糊控制技术在二容水箱液位控制系统中的应用 (29)5.1 二容水箱液位控制系统结构组成 (29)5.1.1 系统硬件结构 (29)5.1.2 系统硬件组成 (29)5.1.3 MCGS通用监控系统组态软件 (30)5.2二容水箱液位特性测试 (32)5.2.1原理说明 (32)5.2.2 测试内容与步骤 (33)5.2.3 测试曲线及其数学模型 (34)5.3组态界面开发与系统试验 (37)5.3.1组态界面的开发 (37)5.3.2 MCGS脚本程序 (38)5.3.4系统试验结果及分析 (39)5.4 本章小结 (40)总结 .............................................................................................................................. 错误！未定义书签。

双容水箱液位控制系统设计

双容水箱液位控制系统设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN摘要本设计以JBS-GK04型过程控制实验装置为基础，对双容水箱进行对象特性测试及液位控制。

通过对双容水箱液位控制系统的分析建模，针对其对象特性，采用PID控制方式，构成了以上水箱液位为副调节参数、下水箱液位为主调节参数的液位控制系统，有效地克服了二次干扰以及双容水箱的容量滞后等问题，从而缩短了调节时间。

利用北京亚控公司生产的组态王软件实施上位机界面组态，对系统进行实时地操作、监控。

在控制过程中不需要下位机，通过在组太王软件工程浏览器中的命令语言编辑对话框里面输入PID控制源程序，实现计算机直接控制的方式，实现计算机与现场设备之间的数据交换。

利用变频器使抽水泵工作在恒压供水的状态下，通过电动调节阀来实现控制目标。

在对双容水箱液位控制系统进行参数整定时，以使调节过程稳、准、快为原则，从而得到适合的调节器参数。

实验结果表明，系统实现了对过程参数的无稳态误差控制，具有良好的稳态性能和动态性能。

关键词: 液位；PID 控制；组态软件；参数整定AbstractThe design is based on the JBS-GK04 type of process control device for the testing object properties and level control on the two-tank. Through analysis and modeling for the two-tank water level control system, use of cascade PID control for its object properties and constitute a water level control system ,its deputy adjustable parameter is previous water level and the main adjustable parameters is under the tank's liquid level cascade control system. It overcomes the problems effectively about the second two-tank and capacity lagged behind and reduces the adjustment time. Use Configuration software which is generated by Beijing Asia's PC to implement the interface configuration, operate water level real-time and monitor the system. In the control process does not require the next crew, edit dialog box to enter the PID control inside source through the software engineering group in the browser command language to achieve direct control of the computer, And use the drive to work in the constant pressure water supply pumps in the state, through the electric control valve to achieve the control objectives. In two-tank water level control system parameters adjustment, follow the principle of steady, accurate, fast in adjustment process to get appropriate parameters. The experimental results show that the system of process parameters to achieve steady-state error-free control, with good steady state performance and dynamic performance.Keywords: LevelPID control; configuration software; parameter tuning目录摘要 ......................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

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基于组态王与MATLAB的双容水箱液位模糊控制系统
王维权;马阳;雷彦华;禢太行;李海荣
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2014(027)003
【摘要】介绍以GK04型过程控制实验装置为对象,Matlab和组态王软件为平台,实现双容水箱液位控制实验.用Matlab来完成复杂的算法的计算任务,用组态王工控软件实现友好的用户界面,二者通过DDE协议进行数据交换,把模糊控制这种先进的控制算法应用到实验平台上.实验结果表明,系统方案合理,运行稳定,控制效果良好.
【总页数】2页(P23-24)
【作者】王维权;马阳;雷彦华;禢太行;李海荣
【作者单位】沈阳工程学院自动化学院,辽宁沈阳110136;沈阳工程学院自动化学院,辽宁沈阳110136;沈阳工程学院自动化学院,辽宁沈阳110136;沈阳工程学院自动化学院,辽宁沈阳110136;沈阳工程学院自动化学院,辽宁沈阳110136
【正文语种】中文
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1.基于VB 6.0的双容水箱液位串级控制系统设计 [J], 李芹;肖思名
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4.基于PLC的双容水箱液位串级控制系统 [J], 刘凤荣;林春丽
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