基于mcgs的水箱液位控制系统设计

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1、基于MCGS的水箱液位控制系统设计[摘要]本论文是设计一个双容水箱串级液位控制系统，采用MCGS作为监控软件，要求在动态下，采用合适的方法对液位进行检测、控制。在设计中充分利用自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术和自动控制技术，以实现对双容水箱液位的串级控制。首先设计出监控画面的整体布局、完成被控对象数学模型的测定；然后利用MATLAB仿真软件设计出合适的PID控制方案；最后在上位机上经行在线调试并分析系统性能。[关键词]水箱液位；数学模型串级控制；上位机；计算机控制技术Designofwate

2、rlevelcontrolsystembasedonMCGSAbstract：Thispaperaimsatdesigntheliquidlevel’sconcatenationcontrolsystemofthedoublecapacitywatertank.UsingMCGSasPCmonitoringsoftware.Itrequiresadynamicstateandadopttheappropriatemethodsforliquidleveldetectionandcontrol.T

3、hisdesignmakefull use of the automatic indicatortechnique ,the computer technique,the communication technique and the automatic control techniquesoastorealize concatenation control of water tank's liquid.First,Ischemeoutthemonitoringpictureoftheovera

4、lllayoutandcompletethemeasurementofthemathematicalmodelofcontrolledobject.Then,IworkoutaappropriatePIDcontrolschemeandusetheMATLAB,thatasimulationsoftware,tofindthespecificcontrollerparameters.Finally,Icomparethesecontrolschemeanddebugonlineviatheupp

5、ermonitortoanalyzethesystemperformance.Keywords：Tankliquidlevel；Mathematicalmodel；Concatenationcontrol；Uppermonitor；Computercontroltechnique.目录引言11系统硬件电路21.1课题分析21.2THSA-1型过程综合自动化控制系统试验平台22MCGS组态监控画面设计52.1MCGS组态软件介绍52.2画面布局设计52.3动态画面联接72.4通信连接设置113系统

6、控制方案设计143.1被控对象数学模型的确定143.1.1液位自衡现象143.1.2数学模型的测量方法143.1.3数学模型的最终计算153.2基本的PID控制163.2.1模拟PID控制163.2.2数字PID控制173.2.3积分分离PID控制算法173.2.4变速积分PID算法183.2.5抗积分饱和PID控制算法183.3PID控制器的参数整定193.3.1经验整定计算法193.3.2计算机自整定参数法203.4系统控制方案203.4.1单闭环控制方案203.4.2双闭环控制方案204M

7、ATLAB系统仿真及控制方案对比214.1MATLAB软件介绍214.2控制系统的Simulink模型的构建224.3PID控制器参数一键自整定234.4M语言编程与控制器参数整定244.5系统方案比对295在线调试运行315.1MCGS组态脚本程序编写315.2现场接线运行325.3综合性能指标分析345.4总结34致谢36参考文献37英文资料38外文翻译43附录A46引言在工业实际生产中，液位是过程控制系统的重要被控量，在石油﹑化工﹑环保﹑水处理﹑冶金等行业尤为重要。在工业生产过程自动化中，

8、常常需要对某些设备和容器的液位进行测量和控制。通过液位的检测与控制，了解容器中的原料﹑半成品或成品的数量，以便调节容器内的输入输出物料的平衡，保证生产过程中各环节的物料搭配得当。通过控制计算机可以不断监控生产的运行过程，即时地监视或控制容器液位，保证产品的质量和数量。如果控制系统设计欠妥，会造成生产中对液位控制的不合理，导致原料的浪费﹑产品的不合格，甚至造成生产事故，所以设计一个良好的液位控制系统在工业生产中有着重要的实际意义。从70年代到80年代，基于现代控制理论的先进过程控制应运而生。出现先