上水箱液位控制系统过控课设

1、上水箱液位控制系统过控课设摘要在过程工业中被控制量一般有以下四种：液位、压力、 流量、温度。而液位 不但是工业过程中常见的参数，且便于 直接观察，也容易测量。过程时间常数一般比较小。以液位 过程构成实验系统，可灵活地进行组态，实施各种不同的控制 方案。液位控制装置也是过程控制最常见的实验装置。国外 很多实验室有此类装置，如瑞典LUND大学等。很多重要的 研究报告、模拟仿真均出自此类装置！本次设计也是基于这套水箱液位控制装置来实现的。这 套系统由多个水箱，液位检测变送器，电磁流量计，涡轮流 量计，自动调节阀，控制面板等喝多器件构成。液位控制的发展从七十年代到九十年代经历了几个阶段，控制理论由经典

2、控制理论到现代控制理论，再到多学科 交叉；控制工具由模拟仪表到DCS，再到计算机网络控制；控 制要求与控制水平也由原来的简单、安全、平稳到先进、优 质、低耗、高产甚至市场预测、柔性生产。而其中应用最广 泛的就是PID控制器。这次首先是用一天半的时间让我们熟悉各种建模的方法。学会建立了最初的四种模型。接着后几天就是开始熟悉 各种控制系统，以及运用它们去控制水箱的液位，从而更加深刻的理解控制的概念。而且在过程中，要熟练学会调整PID 的参数，学会使用MATLAB等。关键词：水箱液位；PID控制；串级控制；前馈控制；经 验凑试法 TOC o 1-5 h z 1引言12实验设备32.1 THJ-FCS

3、型或THJ-3型高级过程控制系统实验装置。32.2计算机及相关软件。92.2.1 SIMATIC WinCC简介92.2.2监控界面103设备工作原理及运行过程123.1设备工作原理123.2控制系统流程图133.3系统投运及步骤144参数整定与结果分析174.1参数整定174.1.1比例（P）调节174.1.2比例积分（PI）调节204.1.3比例积分微分（PID）调节234.2结果分析25总结26参考文献271引言在现代工业控制中，过程控制技术是一历史较为久远的分 支。在本世纪30年代就已有应用。过程控制技术发展至今 天，在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时 期。在自动控制时期

4、内，过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是：分散控制阶段，集中控制阶段和集散控制阶段。当前，过程控制正朝高级阶段发展，不论是从过程控制 的历史和现状看，还是从过程控制发展的必要性、可能性来 看，过程控制是朝综合化、智能化方向发展，即计算机集成制 造系统(CIMS):以智能控制理论为基础，以计算机及网络为主 要手段，对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合， 实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理 的最优化。随着信息技术、自动化技术在过程工业的广泛应用，过程 控制系统在过程工业中愈显重要。过程控制从应用于工业生产 至今经历了一个由简单到复杂、从低级到高级的过程。在过程 控制中，一般对液位、温度、压力、流量等参数进行控制。其 中，液位控制技术在国民生活、生产中发挥了重要作用，如民 用水塔供水，精馏塔液位控制，锅炉气泡液位控制等。液位控 制的准确度与精度都直接或间接地影响着生产、生活的质量与 安全。为了保证安全、合理高效生产，急需开展先进的液位控 制方法和策略的研究和开发。水箱液位控制系统是设计和开发先进液位控制策略的一 个开放式平台，具有观察直观、测量容易、组态灵活，可实 施各种相异的控制方案，国内外许多学者和工程技术人员基 于该类装置做出了重要的研究报告，以验证重要的理论成果 和指导生产实践。然而，当前中国这类控制实验