毕业论文-双容水箱液位控制系统设计

图3-1所示。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。图3-1变频器3.1.1主回路（1）主回路端子规格表端子记号端子名称端子功能说明R/L1,S/L2,T/L3交流电源输入连接工频电源。当使用高功率因数变流器（FR-HC，MT-HC）及共直流母线变流器（FR-CV）时不要连接任何东西。U,V,W变频器输出接三相鼠笼电机。R1/L11,S1/L21控制回路用电源与交流电源端子L1，L2连接。在保持故障显示或故障输出时及使用高功率因数变流器（FR-HC,MT-HC）和共直流母线变流器（FR-CV）时把端子L1-L11，L2-L21间的短路片拆下，从外部接通此端子的电源。请不要在主回路电源（L1，L2，L3）接通的状态下把控制回路用电源（L11，L21）断开。否则有可能损坏变频器。请使回路可以同时断开主回路用电源（L1，L2，L3）。18.5K以下:60VA，22K～S110K:80VAP/+,N/-连接制动单元连接制动单元（FR-BU，BU，MT-BU5），共直流母线变流器（FR-CV）及高功率因素变流器（FR-HC，MT-HC）。P/+,P1连接改善功率因数直流电抗器取下端子P/+-P1之间的短路片，连接直流电抗器(FR-HEL)。(S75K以上为标准附属)PR,PX拆除端子PR、PX或是所连接的短路片后请不要使用。⊥接地变频器外壳接地用。必须接大地。表3-1主回路端子规格表（2）主电路端子的端子排列与电源、电机的接线如图3-2、图3-3所示图3-2主电路端子的端子排列与电源、电机的接线图1）电源线必须连接至R/L1，S/L2，T/L3。绝对不能接U、V、W，否则会损坏变频器。（没有必要考虑相序）2）电机连接到U、V、W。接通正转开关（信号）时，电机的转动方向从负载轴方向看为逆时针方向。图3-3连接专用外置型制动电阻器图3.1.2控制回路控制回路端子端子记号STFSTRSTOPRH.RM.RL.JOGRTRMSRESAU端子名称正转启动反转启动启动自保持选择多段速度选择点动模式选择第2加减速时间选择输出停止复位端子4输入选择；PTC输入端子记号CSSDPC10E102415端子名称瞬停再启动选择公共输入端子（漏型）外部晶体管输出公共端，DC24V电源接点输入公共端（源型）频率设定用电源频率设定（电压）频率设定（电流）辅助频率设定频率设定公共端表3-2控制回路端子表（2）简单地说变频器是通过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。各位从电机的转速公式n=60f1(1-S)/P就可以看出，调节电机输入电压的频率f1，即可改变电机的转速n。并且频率越大，转速越快，而目前几乎所有的低压变频器均采用以下图3-4与图3-5电路结构。图3-4主电路端子接线图图3-5控制电路端子接线图3.1.3变频器的选择在调速范围不大的情况下，可考虑选择较为简易的、只有U/f控制方式的变频器，或采用无反馈矢量控制方式，对于风机和泵类负载，由于低速时转矩比较小，对过载能力和转速精度要求较低，可选用简易型的变频器或风机、泵类专用变频器，这类专用变频器具有工频/变频切换功能、多泵切换功能和PID功能，可以通过设定参数完成一些控制任务，易于实现。而我们需要的就是这种。3.1.4变频器的作用变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率，使传动技术发展到新阶段。变频器可以优化电机运行，所以也能够起到增效节能的作用。根据全球著名变频器生产企业ABB的测算，单单该集团全球范围内已经生产并且安装的变频器每年就能够节省1150亿千瓦时电力，相应减少9,700万吨二氧化碳排放，这已经超过芬兰一年的二氧化碳排放量。3.2压力传感器液压压力传感器（如图3-6所示）是工业实践中最为常用的一种压力传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，管道送风、锅炉负压等众多行业。图3-6平膜压力传感器3.2.1工作原理液压传感器的工作原理是压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号。3.3电动调节阀电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表。随着工业领域的自动化程度越来越高，正被越来越多的应用在各种工业生产领域中。与传统的气动调节阀相比具有明显的优点：电动调节阀节能（只在工作时才消耗电能），环保（无碳排放），安装快捷方便（无需复杂的气动管路和气泵工作站）。阀门按其所配执行机构使用的动力，按其功能和特性分为线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种（本次设计中采用的是线性特性的ML7420A8088电动调节阀）。3.3.1工作原理通过接收工业自动化控制系统的信号（如：4~20mA）来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。实现自动化调节功能。新型电动调节阀执行器内含饲服功能，接受统一的4-20mA或1-5V·DC的标准信号，将电流信号转变成相对应的直线位移，自动地控制调节阀开度，达到对管道内流体的压力、流量、温度、液位等工艺参数的连续调节。4PID控制工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。4.1比例（P）控制及调节过程比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-stateerror）。在人工调节的实践中，如果能使阀门的开度与被调参数偏差成比例的话，就有可能使输出量等于输入量，从而使被调参数趋于稳定，达到平衡状态。这种阀门开度与被调参数的偏差成比例的调节规律，称为比例调节。比例调节规律及其特点比例调节作用，一般用字母P来表示。如果用一个数学式来表示比例调节作用，可写成：式中——调节器的输出变化值；——调节器的输入，即偏差；——比例调节器的放大倍数。放大倍数是可调的，所以比例调节器实际上是一个放大倍数可调的放大器。比例调节作用虽然及时、作用强，但是有余差存在，被调参数不能完全回复到给定值，调节精度不高，所以有时称比例调节为“粗调”。纯比例调节只能用于干扰较小、滞后较小，而时间常数又不太小的对象。4.2积分（I）控制及调节过程在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（SystemwithSteady-stateError）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。对于工艺条件要求较高余差不允许存在的情况下，比例作用调节器不能满足要求了，克服余差的办法是引入积分调节。因为单纯的积分作用使过程缓慢，并带来一定程度的振荡，所以积分调节很少单独使用，一般都和比例作用组合在一起，构成比例积分调节器，简称PI调节器，其作用特性可用下式表示：这里，表示PI调节作用的参数有两个：比例度P和积分时间。而且比例度不仅影响比例部分，也影响积分部分，使总的输出既具有调节及时、克服偏差有力的特点，又具有克服余差的性能。由于它是在比例调节（粗调）的基础上，有加上一个积分调节（细调），所以又称再调调节或重定调节。但是，积分时间太小，积分作用就太强，过程振荡剧烈，稳定程度低；积分时间太大，积分作用不明显，余差消除就很慢。如果把积分时间放到最大，PI调节器就丧失了积分作用，成了一个纯比例调节器。4.3微分（D）控制及调节过程在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后（delay）组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分（PD）控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。微分调节的作用主要是用来克服被调参数的容量滞后。在生产实际中，有经验的工人总是既根据偏差的大小来改变阀门的开度大小（比例作用），同时又根据偏差变化速度的大小进行调节。比如当看到偏差变化很大时，就估计到即将出现很大的偏差而过量地打开（关闭）调节阀，以克服这个预计的偏差，这种根据偏差变化速度提前采取的行动，意味着有“超前”作用，因而能比较有效地改善容量滞后比较大的调节对象的调节质量。什么是微分调节？微分调节是指调节器的输出变化与偏差变化速度成正比，可用数学表达式表示为：式中：——调节器的输出变化值；——微分时间；——偏差信号变化的速度。从上式可知，偏差变化的速度越大，微分时间越长，则调节器的输出变化就越大。对于一个固定不变的偏差，不管其有多大，微分做用的输出总是零，这是微分作用的特点。由于实际微分器的比例度不能改变，固定为100%，微分作用也只在参数变化时才出现，所以实际微分器也不能单独使用。一般都是和其它调节作用相配合，构成比例微分或比例积分微分调节器。比例积分微分调节又称PID调节，它可由下式表示：PID调节中，有三个调节参数，就是比例度P、积分时间、微分时间。适当选取这三个参数值，就可以获得良好的调节质量。由分析可知，PID三作用调节质量最好，PI调节第二，PD调节有余差。纯比例调节虽然动偏差比PI调节小，但余差大，而纯积分调节质量最差，所以一般不单独使用。5MCGS组态软件5.1MCGS简介MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem）是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000等操作系统。MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。目前，MCGS组态软件已经推出了MCGS通用版组态软件、MCGSWWW网络版组态软件和MCGSE嵌入版组态软件。三类产品风格相同，功能各异，三者完美结合，融为一体，形成了整个工业监控系统的从设备采集、工作站数据处理和控制、上位机网络管理和web浏览的所有功能，很好的实现了自动控制一体化的功能。本系统的设计是基于MCGS通用版组态软件。5.2MCGS的构成5.2.1MCGS组态软件的系统构成MCGS软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。组态环境相当于一套完整的工具软件，帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。图5-1MCGS的组态环境与运行环境联系图MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。图5-2MCGS的组态环境与运行环境的结构图MCGS组态环境是生成用户应用系统工作环境，由可执行程序MCGSSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序MCGSRun.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。在运行环境中完成对工程的控制工作。5.2.2MCGS组态软件界面简介MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据图表等。实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序，选用各种功能构件，如：数据提取、定时器、配方操作、多媒体输出等。图5-3MCGS的组态软件的五部分5.3MCGS组态软件的功能和特点（1）简单的可视化操作界面MCGS采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS的组态工作既简单直观，又灵活多变符合中国人的使用习惯和要求。用户可以使用系统的默认构架，也可以根据自己的需要自己组态配置图形界面，生成各种类型和风格的图形界面，包括DOS风格和标准Windows风格的图形界面并且带有动画效果的工具条和状态条等。（2）实时性强、良好的并行处理性能MCGS是真正的32位系统充分利用了32位Windows操作品台的多任务、按优先级分时操作的功能，以线程为单位对在工程作业中实时性强的关键任务和实时性不强的非关键任务进行分时并行处理，使PC机广泛应用于工程测控领域成为可能。（3）丰富、生动的多媒体画面MCGS以图像、图符报表和曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报警等有关信息；通过对图形大小的变化、颜色的改变、明暗的闪烁、图形的移动反转等多种手段，增强画面的动态显示效果；在图元、图符对象上定义相应的状态属性，实现动画效果。MCGS还为客户提供了丰富的动画构件，每个动画构件都应一个特定的动画功能。MCGS还支持多媒体功能，使能够开发出集图像、声音、动画为一体的漂亮、生动的工程画面。（4）开放式结构，广泛的数据获取和强大的数据处理功能MCGS采用开放式结构，系统可以与广泛的数据源交换数据，MCGS提供多种高性能的I/O驱动；支持Microsoft开放数据库互连（ODBC）接，有强大的数据库连接能力；全面支持OPC(OLEforProcessControl)标准，即可作为OPL客户端，也可以作为OPC服务器，可以与更多的自动化设备相连接；MCGS通过DDE(DynamicDataExchange,动态数据交换)与其他应用程序交换数据，充分利用计算机丰富的软件资源；MCGS全面支持ActiveX控制，提供极其灵活的面向对象的动态图形功能，并且包含丰富的图形库。（5）强大的网络功能MCGS支持TCP/IP、MODEN、RS-458/RS-422/RS-232等多种网络体系结构；使用MCGS网络版组态软件，可以在整个企业范围内，用IE浏览器方便的浏览到实时和历史的监控信息，实现设备管理和企业管理的集成。（6）多样化的报警功能MCGS提供多种不同的警报方式，具有丰富的警报类型和灵活多样的警报处理函数。不仅方便用户进行警报设置，并且实现了系统实时显示、打印警报信息的功能。警报信息的存储与应答功能，为工业现场安全可靠地生产运行提供了有力的保障。（7）实时数据库为用户分步组态提供极大方便MCGS由主窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，其中实时数据库是一个数据处理中心，是系统各个部分及其各种功能性构件的功用数据区，是整个系统的核心。各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据，并完成自己的差错控制。在生成用户应用系统时，每个部分均可分别进行组态配置，独立创建，互不干扰；而在系统运行过程中，各个部分都通过实时数据库交换，形成互相关连的整体。（8）控制方便复杂的运行流程MCGS开辟了“运行策略窗”口，用户可以选用系统提供的各种条件和功能的策略构件，用图形化的方法和简单的类Basic语言构造多分支的应用程序，按照设定的条件和顺序，操作外部设备，控制窗口的打开或关闭，与实时数据交换，实现自由，准确地控制运行流程，同时也可以由用户创建新的策略构件，扩展系统的功能。（9）良好的可维护性和可扩充性MCGS系统由五大功能模块组成，主要的模块以及构件的形式来构造，不同的构件有着不同的功能，且各自的独立。三种基本类型的构件（设备构件、动画构件、策略构件）完成了MCGS系统三大部分（设备驱动、动画构件和流程控制）的所有工作。除此之外，MCGS还提供了一套开放的可扩充接口，用户可根据自己的用VB、VC等高等高级开发语言，编制特定的构件来扩充系统的功能。（10）用数据库来管理数据存储，系统可靠性高MCGS中数据的存储不再使用普通的文件，而是用数据库来管理。组态时，系统生成的组态结构是一个数据库；运行时，系统自动生成一个数据库，保存和处理数据对象和报警信息的数据。利用数据库来保存数据和处理数据，提高了系统的可靠性和运行效率；同时，也使其他应用软件系统能直接数据库中存盘数据。5.4MCGS组态软件的工作方式MCGS与设备通讯之间的通讯：MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB、VC程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中的各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。MCGS产生动画效果：MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如：一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。然而，我们在组态环境中生成的画面都是静止的，如何在工程运行中产生动画效果呢？方法是：图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏，在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量，连接到实时数据库中，以此建立相应的对应关系，MCGS称之为动画连接。工程运行流程的有效控制：MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。MCGS提供了丰富的功能构件，供用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。5.5画面的制作和编辑5.5.1主页面主页面（如图5-4所示）是液位控制系统最重要的界面，里面集合了液位显示，液位值预设定，电磁调节阀和变频器的手动控制以及P、I、D参数的更改等液位调节时用到的功能。同时还能显示液位实时曲线图和调节阀实时曲线图。图5-4液位控制系统主界面示意图5.5.2模拟水流动由于在仿真中没有真实的液位变化数据，本设计采用了MCGS脚本模拟液位的变化。如图5-5所示，首先水从水箱出发，通过变频器控制的三相水泵到达上水箱，并流入下水箱，导致下水箱的液位上升，再通过下水箱的放水阀门回到水箱。水也从另一边单相水泵出发，通过电磁调节阀达到下水箱，再从下水箱的放水阀门回到水箱。同时，水还受到各个阀门的控制是否流动，以及变频器和电磁调节阀对流速的限制。图5-5因此，设计中采用下面的方法模拟水的流动：让上水箱液位=上水箱进水时的流动速度+上水箱的液位-上水箱放水的速度。而上水箱进水时的流动速度由变频器控制，所以上水箱进水速度=进水最大速度*（变频器与最大工作频率的比值）。由于下水箱不仅能由单相水泵进水，还能通过上水箱的放水阀门进水，所以下水箱的液位=下水箱进水的流动速度+下水箱液位+上水箱放水速度-下水箱放水速度。（详见下图5-6，图5-7）图5-6上水箱液位控制脚本程序图5-6上水箱液位控制脚本程序总开关如果是关闭的，则上下水箱都无法进水，而水路上的阀门若关闭则这条水路无法进水。5.5.3各个控件的制作要控制液位就必须要有各种基本的控件，如上/下水箱液位设定，变频器频率设定，电磁调节阀阀门开度设定，PID参数设定等等。例如上水箱液位设定的制作，先使用标签工具绘制一个名字为“上水箱液位设定值”的标签，再绘制一个相同大小名字为“####”的标签（####表示用来显示数据，本身并无意义）。随后双击名为“####”的标签，在属性设置中的“显示输出”和“按钮输入“前打勾，在显示输出的分页中找到表达式并填上相关变量（如上水箱液位设定值），输出类型选数值量输出，小数位数2位；在按钮输入分页中找到对应数据对象的名称并填好与显示输出分页中相同的相关变量，输入值类型选择数值量输入，输入量最小值为5，最大值为15（根据实际情况修改最小值和最大值），确认。这样一个能够显示数据并输入数据的控件就做好了（如图5-7，图5-8所示）。图5-7显示输出图5-8按钮输入5.5.4水箱中液位变化的动画效果制作水箱的液位变化的动画效果，在整个液位控制系统中可谓是相当重要的，既能直观地显示液位的变化，又能提高液位控制系统的美观度。本设计中液位变化的动画效果使用的是对填充的矩形进行大小变化来达到液位变化的效果的。首先利用矩形工具画一个大小适当的矩形，双击矩形并修改其填充颜色为白色，并复制粘贴一个相同的矩形。将新的矩形高度缩小到原来的一般，双击第二个矩形并将边线颜色调整为无，填充颜色改为浅蓝色或使用填充效果改变。填充效果中颜色选单色，天蓝色，底纹改为纵向，并适当调整深浅度。颜色修改好之后在位置动画连接中的大小变化前打勾，表达式中填相关变量（上水箱液位），大小变化连接中最小百分比为0%，表达式的值也为0；最大百分比为200%，表达式的值为20（根据实际情况可能会改变），变化方向为向上，变化方式为缩进。（如图5-9所示）右键第二个矩形选择最顶层，修改完后将第二个矩形放到与第一个矩形重叠的位置。但是这样修改后会产生一个漏洞，就是当液位为0且没有变化时（刚启动仿真程序的时候）表示液位的矩形大小不变化，所以在第二个矩形中对可见度打勾。