基于预测控制的水箱液位控制系统研究

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1、安徽三联学院毕业论文基于预测控制的水箱液位控制系统研究摘要：在国民的生产中，控制液位的技术用处很广。随着过程控制技术的日益成熟、生产线的更新、生产设备成本的降低，这就需要我们研究和开发更为优化的先进控制策略。本文使用WINCC与STEP7组态的软件构成水箱内计算液位的控制系统，使用FCS为控制系统提供控制与检测通道，利用WINCC组态软件完成对系统的控制参数的设定与实时状态的监控。在液位控制方面,使用PID控制测得液位系统的阶跃响应，并利用DataFit软件拟合液位变化模型，通过对注水口安装的气

2、动调节阀开度预测控制，比较实际测量值和预测值之差并进行反馈校正，完成对水箱液位的精确控制。关键词：预测控制；WINCC；STEP7；FCS1安徽三联学院毕业论文ResearchonControlSystemofWaterLevelBasedonPredictiveControlAbstract:Liquidlevelcontroltechnologyiswidelyusedinthenationalproduct.Withtheprocesscontroltechniquesbecomingmo

3、resophisticatedproductionlineupdates,productionequipmentcostreduction.Weneedtoresearchanddevelopmoreadvancedcontrolstrategyoptimization.Inthisdesign,theuseofWinCCandSTEP7configurationsoftwareconfigurationconstitutesacomputercontrolsystemfortanklevel.

4、FCScontrolsystemprovidescontrolanddetectionchannelusingtheconfigurationsoftwareWINCCcompletingonthesettingofthecontrolparametersofthesystemandreal-timestatusmonitoring,andeffectivelyimprovethecontrolefficiencyofthecontrolsystem.InLiquidlevelcontrolin

5、g,PIDcontrolmeasuredlevelsystemstepresponse,anduseDataFitsoftwaretofitthelevelchangemodelpredictivecontrolthroughtheinletsaremountedpneumaticvalveopening,comparingthedifferencebetweentheactualmeasuredvaluesandtheforecastvalueofthefeedbackcorrectionto

6、completetheprecisecontrolofthewatertanklevel.Keywords:Liquidlevelcontrol;WINCC;STEP7;FCSfittingfunction1目录第一章前言11.1研究动态11.2课题研究内容与意义2第二章水箱液位预测控制32.1水箱控制模型的介绍32.1.1水箱液位控制系统的提出32.1.2水箱液位控制系统的原理32.2算法原理42.3模型建立42.4反馈校正4第三章水箱液位控制系统构建53.1FCS(FieldbusContr

7、olSystem)系统53.1.1FCS系统的介绍53.1.2实验控制装置组成及认识53.3上位机组态软件简介73.3.1SIMATICWINCC的介绍73.3.2监控界面设计73.4下位机组态软件简介83.4.1STEP7的功能特性83.4.2STEP7的硬件配置和程序结构83.4.3step7程序设计9第四章实验与分析114.1实验数据的采集114.1.1实验的具体步骤114.1.2数据的采集114.2实验中的处理数据及相关图形134.2.1时间和液位，开度的图形134.2.2实验数据的处理

8、13第五章总结与展望165.1总结165.2展望16参考文献18I安徽三联学院毕业论文第一章前言1.1研究动态液位控制有许多种情况，有的是用在工业生产中，如钢厂，煤场，化工厂需要对液体进行监控，以方便工厂的生产管理，这个时候需要对液位控制的工作环境有要求，对液位计的选择也有要求。有的用在自来水厂等普通民用设施上面。还有一些河流和湖泊水位测量，以便做一些统计数据等相关部门。预测控制是一种在工业控制中被广泛运用的控制方法。上个世纪中下期出现的，产生它的背景：（1）过去的控制经过全体的优化来完成反馈计