双容水箱液位控制系统毕业设计
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本文主要研究的容 2
第二章PCT试验装置介绍 3
2.1PCT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
WORD版本.
WORD版本.
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 27
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
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5.2实验过程 40
5.3实验结果分析 42
总结 43
参考文献 43
附录 45
致谢 47
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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。在人们的生活中以及某些化工和能源的生产过程中，常常涉及一些液位或流量控制的问题。在石油、化工、轻工和食品等工业生产过程中，有许多贮罐作为原料、半成品的贮液罐，前一道工序的成品或半成品不断地流入下一道工序的贮液罐进行加工和处理，为保证生产过程能连续地正常进行，必须对贮罐的液位进行控制。还比如居民生活用水的供应，通常需要使用蓄水池，蓄水池中的液位需要维持合适的高度，还有一些水处理的过程也需要对蓄水池中的液位实施控制，另外涉及蓄液容器的生产过程也很多见，例如在核动力蒸汽发生器工作过程中以及乙烯工程污水处理厂的自动排水处理场等，因此，需要设计合适的控制器自动调整容器的出入液流量，使得容器液位保持正常水平。特别地，在出入液流量较大的情况下，为了平抑液位的变化，实际生产中往往选用多个互相连通的蓄液容器。
上述不同背景的实际问题都可以抽象为某种水箱的液位控制问题。
由于工业生产的飞速发展，人们对生产过程的自动化控制水平的要求也越来越高。每一个先进、实现的控制算法的出现都对工业生产具有巨大的推动作用。
然而，当前的学术研究成果与实际生产应用技术水平并不是同步的，甚至相差几十年。最近几年，国一些控制领域已接近甚至超越了国际水平，然而，就先进理论应用于工业生产等领域的状况来讲，与发达国家相比却存在较大差距。其原因固然是多方面的，但是，一个很明显的原因就是在于理论研究尚缺乏实际背景的支持，理论的算法一旦应用于现场就会遇到各种各样的实际问题，制约了其应用
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前景。在目前尚不具有在实验室中复现真实工业过程条件的今天，开发经济实用的具有典型对象特性的使用装置无疑是一条探索将理论成果转化为应用技术的
捷径。
在过程工业中，被控量通常有以下四种：液位、压力、流量、温度，而液位不仅是工业过程中的常见参数，且便于直接观察，也容易测量。以液位过程构成的实验系统，可灵活地进行过程组态，实施各种不同的控制方案，它不仅能够满足实际现场的应用要求，而且可以对新理论的研究论证提供强有力的平台。液位控制装置也是过程控制最常用的实验装置，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。
因此，液位控制系统是