三容水箱液位串级控制系统的设计

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1、目录1绪论21.1过程控制发展概况21.2MATLAB介绍22建立被控对象模型42.1试验法建模42.2输入、输出数据获取42.3拟合与图解53控制系统设计及仿真103.1控制系统选择103.2PID控制器113.3PID控制器参数的整定及其方法134仪表控制系统方案154.1仪表控制系统概述154.2仪表控制系统硬件组成154.3仪表控制系统的实现164.4仪表控制系统的现场调试175远程计算机控制系统方案195.1远程计算机控制系统概述195.2ICP-7000系列智能采集模块195.3远程计算机控制系统硬件组成205.4MC

2、GS组态软件215.5软件组态235.6远程计算机控制系统组建与调试346结论与展望36谢辞37参考文献3837三容水箱液位串级控制系统的设计摘要：液位是工业生产过程中重要的被控量之一，因而液位控制的研究具有很大的现实意义。而随着计算机控制技术的迅速发展，组态技术开始得到重视与运用,它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。论文中首先建立了三容水箱的数学模型，在此基础上给出了三闭环液位串级控制系统的两套设计方案：仪表控制系统方案和远程计算机控制系统方案，以组态

3、技术为核心的远程计算机控制方案则代表计算机控制系统发展的一种趋势。设计完成了基于MCGS的软件组态，并对两种设计方案进行了实验调试和结果分析。关键词：液位，串级控制，组态,智能调节器，远程计算机控制Abstract：Liquidlevelisoneofimportantcontrolledvariablesinindustrialprocess,soresearchonithasgreatrealisticsignificance.Ascomputercontroltechnologydevelopsatahighspeed,co

4、nfigurationtechnologyisregardedandused,whichcansolvesomanyproblemsoftraditionalindustrialcontrolsoftwarethatuserscanconfigureatwilltofinishtheirautomaticprojectsaccordingtotheirobjectandgoal.Thisthesisgivestwokindsofdesignschemefortri-loopcascadecontrolsystemofliquidl

5、evelwhichbaseonmathematicalmodeloftri-container.Thetwokindsofdesignschemeareappliancecontrolandremotecomputercontrol.ConfigurationbasedonMCGSiscompletedinthedesign.Experimentshavebeendone,andtheresultshavealsobeenanalyzed.keywords：liquidlevel,cascadecontrol,configurat

6、ion，AIcontroller,remotecomputercontrol371绪论1.1过程控制发展概况自从进入20世纪90年代以来，自动化技术发展很快，并取得了惊人的成就，已成为国家高科技的重要分支。过程控制技术是自动化技术的重要组成部分。在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优技术经济指标，提高经济效益和社会效益，提高劳动生产率，节约能源，改善劳动条件，保护环境卫生，提高市场竞争能力等方面起着越来越巨大的作用。而过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿

7、度和pH等这样一些过程变量的系统。本文所要研究的系统为多容器流程系统，此类系统在过程控制中是一种典型被控对象，在生产实践中有着广阔的应用背景，它的液位控制的研究对于工程运用有着非常重要的指导意义与运用价值。工业过程控制在七，八十年代以来取得了飞跃发展。一方面是因为现代控制理论从本质上解决了一般多变量系统的控制问题，包括线性系统、时变系统、非线性系统、微分－差分系统等，从而大大促进了过程控制的发展。另一方面是随着大规模集成电路制造成功与微处理器的相继问世，使得功能丰富的计算机的可靠性大大提高，尤其是工业控制记采用了冗余技术和软硬件的

8、自诊断措施，使其满足了工业控制的应用要求。随着微型计算机的开发，运用和普及，使生产过程自动化发展到一个新的阶段。随着现代工业生产的迅速发展，工艺条件越来越复杂，对过程控制的要求越来越高。过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。由于工业过程的复