下载文档原格式
毕业论文（设计）题目：液位系统的控制器设计系部名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：教师职称：201 年月日摘要液位是工业过程生产中经常遇到的控制对象之一，对所需的液位控制对象进行精确的控制，关系到产品的质量，是保障生产效果和安全的重要问题。
因而，液位的控制具有重要的现实意义和广泛的应用前景。
近年来，随着控制理论的深入研究，出现了许多新的控制算法。
但是，以PID 为原理的各种控制器仍是过程控制中不可或缺的基本控制单元。
根据液位系统的特点，设计合适的PID控制器对其进行液位控制，不仅成本低，而且控制效果很好，具有较高的实用价值。
本文通过实验的方法，确立的被控对象的数学模型。
并采用多种方法确定被控对象的传递函数。
主要完成了以下工作：首先，通过实验测试法对水箱进行数学建模，并用MATLAB进行仿真，验证其数学模型的正确性。
接着，分析对比作图法和计算法分别得出的数学模型，通过仿真比较，确立最接近的数学模型。
然后对PID控制器的参数进行整定。
采用基于Ziegler－Nichols法,C-C工程法，稳定边界法对液位系统进行PID控制器参数的整定，并用MATLAB进行仿真。
分析对比了几种方法的性能。
关键字：液位系统，PID控制器，参数整定，MATLAB仿真Parameters Design of Liquid Level ControllerAbstractT he liquid level is one of the control objects which is often encountered in industrial production process. Giving the precise level control to the control objects, is related to the quality of the product, and is a guarantee of production and the important problem of safety. Thus, the liquid level control has important practical significance and broad application prospect.In recent years, with the in-depth research of the control theory , appeared a lot of new control algorithm. However, with PID as the principle of various controller is an indispensable basic process control control unit. According to the liquid level system characteristic, to design the appropriate PID controller for the liquid level control, not only the cost is low, but also has the good control effect and high practical value.In this paper, through the experimental method, established the mathematics model of the controlled object, and use a variety of methods to determine the transfer function of the controlled object. Mainly completed the following work: firstly, the mechanism of model analysis method. Through the experimental test on the tank for mathematical modeling, and using MATLAB simulation, verified the correctness of the mathematical model. Then, analysis and comparison of drawing and calculating method were derived by mathematical model, by simulation and comparison, the closest mathematical model establishment. Then the parameters of PID controller tuning. Ziegler based on the Nichols method, C-C engineering method, the stability boundary method for liquid level system PID controller parameter tuning, and using MATLAB simulation. Analysis and comparison of several methods for the performance.Keywords:Level system PID controller Parameter setting MATLAB simulation目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 研究的意义和目的 (1)1.3 PID控制算法的研究现状 (2)1.4 MATLAB简介 (3)2 液位控制系统的原理 (4)2.1 人工控制与自动控制 (4)2.2 水箱液位控制系统的原理框图 (5)3 被控对象的数学模型 (6)3.1 基本知识 (6)3.1.1 被控过程传递函数的一般形式 (6)3.1.2 建立过程数学模型的方法 (7)3.2 基于MATLAB的数字仿真 (12)3.2.1 利用MATLAB根据作图法建立一阶系统数学模型 (12)3.2.2 利用MATLAB根据计算法建立一阶系统数学模型 (15)4 控制系统参数的整定及MATLAB的数字仿真 (17)4.1 基本知识 (17)4.1.1 简单控制系统的设计 (17)4.1.2 简单控制系统的参数整定 (19)4.2 基于MATLAB的数字仿真 (26)4.2.1 C-C工程整定法对PID参数整定 (26)4.2.2 Z-N工程整定法对PID参数整定 (31)4.2.3 根据稳定边界法对PID参数整定 (33)5 系统调试、性能分析 (38)5.1 系统数学模型的确立 (38)5.2 几种参数整定方法性能分析 (39)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)1 绪论1.1 引言液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，他在工业中的各个领域都有广泛的应用。
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是一种常见的自动化控制系统，通过控制水位的高低来实现水箱中水的供应与排放。
该系统常用于水处理、供水系统、工业生产等领域。
本篇毕业设计将基于可编程逻辑控制器（PLC）来设计一个水箱液位控制系统。
PLC作为控制器，能够实现对水位的监测、控制和保护。
首先，本设计将使用传感器来监测水箱的液位。
液位传感器将放置在水箱内部，在不同的液位位置测量水的高度。
传感器将通过模拟信号将液位信息传输给PLC。
PLC将读取并处理传感器的信号，得到水箱的液位信息。
其次，PLC将根据液位信息来控制水泵的运行。
当水箱的液位低于一定的阈值时，PLC将启动水泵，从水源处将水注入到水箱中。
当液位达到一定的高度时，PLC将关闭水泵，停止水的注入。
通过控制水泵的启动和停止，系统可以实现自动补水，从而保持水箱的水位在一个恰当的范围内。
此外，本系统还将具备一定的保护功能。
当水箱液位过高或过低时，PLC将触发报警装置，以便及时采取措施解决问题。
同时，系统将设置相应的安全控制，以防止水泵出现过载或短路等故障。
为了实现PLC控制系统的功能，本设计将使用PLC编程软件进行程序的编写和调试。
程序将根据液位传感器的输入信号，进行逻辑判断和控制指令的输出。
同时，本设计将与水泵、报警装置等硬件进行连接，以实现实际的控制功能。
最后，本设计将进行系统的仿真和调试。
通过模拟真实的液位变化情况，测试系统的控制性能和稳定性。
在确保系统正常运行的前提下，对系统进行各项性能指标的测试和评估。
通过该毕业设计的实施，我将能够掌握PLC水箱液位控制系统的原理和设计方法，提升自己在自动化控制领域的实践能力和工程应用能力。
同时，通过该设计的完成，也能为工业生产中的水箱液位控制问题提供一种可行的解决方案。
PLC水箱液位控制系统毕业设计PLC水箱液位控制系统是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。
这个系统可以应用于各种场景，比如工业生产中的水箱液位控制、建筑物的水池液位控制等。
在本篇文章中，将详细介绍PLC水箱液位控制系统的设计和实现。
首先，我们需要对PLC水箱液位控制系统的硬件进行设计。
其中包括传感器模块、执行器模块和PLC控制器。
传感器模块用于监测水箱中的液位，可以选择合适的液位传感器，如浮球开关、超声波传感器等。
执行器模块用于控制水箱中的液位，可以选择水泵或阀门等执行器。
PLC控制器用于接收传感器模块的信号，根据预设的控制策略来控制执行器模块的工作。
同时，还需要考虑电源模块、通信模块等其他辅助模块。
接下来，我们需要对PLC水箱液位控制系统的软件进行设计。
PLC控制器通常使用Ladder Diagram（梯形图）进行编程。
在本设计中，我们可以根据液位传感器的信号来控制执行器的开关。
当液位低于一定阈值时，PLC控制器可以启动水泵或打开阀门，以增加水箱中的液位。
当液位高于一定阈值时，PLC控制器可以停止水泵或关闭阀门，以减少水箱中的液位。
同时，我们还可以增加一些安全措施，如设置最大液位和最小液位报警，当液位超出范围时，PLC控制器可以发出警报信号或采取相应的措施。
在实际应用中，我们还可以通过人机界面（HMI）来对PLC水箱液位控制系统进行监控和操作。
通过HMI，我们可以实时查看水箱中的液位，修改控制策略，记录操作日志等。
同时，我们还可以将PLC水箱液位控制系统与上位机进行通信，实现远程监控和控制。
最后，我们需要对PLC水箱液位控制系统进行实验验证。
在实验中，我们可以模拟不同的液位情况，观察PLC控制器的响应和执行器的工作情况。
通过实验，我们可以测试系统的稳定性、精度和可靠性，并对系统进行优化和改进。
总结而言，PLC水箱液位控制系统是一种自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。
毕业设计（论文）单容水箱液位恒值控制系统设计专业（系）电气工程系电气自动化班级工控103班学生姓名指导老师完成日期摘要本文根据液位系统过程原理，建立了单容水箱的数学模型。
在设计中用到的PID算法和PLC方面的知识。
建立了PID液位控制模拟界面和算法程序，进行了系统仿真，并通过整定PID参数，同时得出了整定后的仿真曲线和实际曲线。
本文的主要内容包括：PLC的产生和定义、过程控制的发展、S7-200系列可编程控制器的硬件掌握，PID参数的整定及各个参数的控制性能的比较，应用PID 控制算法所得到的实验曲线分析，整个系统各个部分的介绍和讲解PLC的过程控制指令PID指令来控制水箱水位。
PLC在工业自动化中应用的十分广泛。
PID控制经过很长时间的发展，已经成为工业中重要的控制手段。
本设计就是基于PLC的PID算法对液位进行控制。
PLC经传感电路进行液位高度的采集，然后经过自动调节方式来确定完PID参数后，通过控制直流泵的工作时间来实现液位的控制。
MCGS(监视与控制通用系统)是用于快速构造上位机监控系统的组态软件系统，系统的监测环节就是通过MCGS 来设计的。
这样我们就可以通过组态画面对液位高度和泵的起停情况进行监测，而且可以对PLC进行启动、停止、液位高度设置等控制。
整个系统运行稳定、简单实用，MCGS与PLC通信流畅。
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。
作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。
PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。
大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。
PID处理一般是运行专用的PID子程序。
过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
关键词: PID控制过程控制液位控制 PLCAbstractAccording to the principle of level system process to establish a mathematical model of the single-tank water. PID algorithm and PLC knowledge used in the de- sign. PID level control analog interface and algorithm, system simulation, and tun- ing PID parameters, obtained after setting the simulation curve and the actual curve. The main content of this paper include: PLC generation and definition, development of process control, S7-200 programmable controller hardware grasp the comparison of the performance of PID parameter tuning and parameter control, PID control algorithm experimental curve analysis, part of the introduction of the entire system and explain the PLC process control tank water level control instructions PID instruction.PLC in a wide range of industrial automation applications. PID control after a very long period of development, has become an important means of control in the indus- try. The design is based on PLC PID algorithm to control the liquid level. PLC via the sensing circuit, the height of liquid acquisition, and then after the automatic adjustment After the PID parameters is determined to achieve a liquid level control, through the control of the working time of the DC pump. MCGS (monitoring and control of the general system) configuration PC monitoring system for the rapid construction of software systems, the monitoring aspects of the system design by MCGS. So that we can through the configuration screen of the liquid level and pump start and stop monitoring the PLC and can start, stop, set the height of liquid level control. Entire system is stable, simple and practical, on MCGS PLC communication smooth.Process control is the closed-loop control of temperature, pressure, flow and other analog. As industrial control computer, PLC program can prepare a wide variety of control algorithms, the completion of the closed-loop control. PID regulator is generally closed-loop control system used more adjustment method. Medium-sized PLC has PID module, many small PLC with this function module. The PID treatment generally run dedicated PID subroutine. Process control in metallurgy, chemical industry, heat treatment, boiler control, and other occasions there is a very wide range of applications.Keywords: PID control PLC process control level control目录摘要................................................................ I Abstract........................................................... I I 第一章绪论.. (1)1.1过程控制的定义及发展 (1)1.2本文研究的目的、意义 (2)1.3本文研究的主要内容 (3)第二章硬件设计 (4)2.1单容水箱液位系统整体组成 (4)2.2执行器的选择 (4)2.3 液位变送器的选择 (5)2.4 PLC的概述 (6)2.5 西门子S7-200控制系统 (8)2.5.1 CPU模块 (9)2.5.2 I/O单元及I/O扩展接口 (9)2.5.3电源部分 (10)2.6西门子 S7-200的工作原理 (10)第三章算法设计 (12)3.1 水箱液位控制系统原理框图 (12)3.2 水箱液位控制系统的数学模型 (13)3.3 PID算法的工作控制原理和特点 (15)3.4 PID控制器参数整定 (16)3.4 PID 参数的调整原则 (18)3.5 PID调节各个环境及其调节过程 (18)3.5.1比例（P）控制及调节过程 (18)3.5.2比例积分（PI）控制及调节过程 (19)3.5.3比例积分微分（PID）控制及调节过程 (20)第四章系统设计 (22)4.1 MCGS通用监控系统的构成及其主要功能 (22)4.2 MCGS通用监控系统的创建过程 (23)4.3系统设计PLC程序 (24)4.4系统界面的制作和调试 (28)4.4.1 设备配置 (28)4.4.2 新建画面 (28)4.4.3 设备连接 (32)第五章总结 (37)参考文献 (38)第一章绪论计算机控制是自动技术的重要应用领域，它是指对液位、温度、流量等过程变量进行控制，在冶金、机械、化工、电力等方面得到了广泛应用。
毕业设计论文液位控制系统Newly compiled on November 23, 2020毕业设计基于S7-300的单容水箱液位控制系统设计Design of Liquid-Level Control System Based on S7-300 专业班级：自动化0x0x班学生姓名： x x x指导教师： x x x 副教授学院：自动化与电气工程学院2016年 6月摘要可编程逻辑控制器（PLC）作为现代工业自动化的三大支柱之一，以其可靠性、灵活性在工业控制领域得到了迅猛的发展。
PLC是微电子技术和自动控制技术相结合的产物，并受到计算机技术、通信技术的影响。
我国近年来工业自动化水平逐渐提高，PLC在许多行业得到了越来越广泛的应用。
西门子公司的S7-300系列PLC以结构紧凑，扩展能力强，高性价比的特点在许多行业受到青睐。
在本次设计中，就以S7-300作为控制器，设计一个运行稳定、安全可靠又经济的液位控制系统。
控制核心以S7-300系列的CPU313C-2DP为主，以电磁阀、压力变送器、水泵、上位机、分隔式水槽等为辅构成了单容水箱液位控制系统，对整个液位控制系统进行了硬件设计和软件设计。
在设计过程中，首先，进行硬件的选择、设计。
其次，针对S7-300PLC的进行模块化编程，实现数据的归一化等功能。
最后，利用组态王软件设计人机对话界面，通过上位机控制实现液位的自动控制，上下限参数的在线设置，及液位测量值的在线监控；达到液位控制系统的技术要求。
关键词：S7-300；组态王；液位控制ABSTRACTProgrammable Logic Controller (PLC), one of the three pillars of modern industry automation, has gained rapidly development at the industry control field for its high reliability and flexibility. PLC is the product of the combination of microelectronic technology and automatic control technology, and it can be influenced by computer technology and communication technology. Recent years, as the level of the industry automation increased in our country, PLC has been widely used in more and more fields. Siemens PLC of the s7-300 series has been the favor of many industries, with the characters of compacted structure, strong extensible ability, and high function/price ratio.This design is going to fulfill a liquid level control system, which is stable, safe, and affordable, using s7-300 as the controller. The core is CPU313C-2DP of S7-300 series and the auxiliary parts contain a solenoid valve, a pressure transmitter, a motor, PC, a separated-type tank and so on. In the design, software system and hardware system can be designed completely.During the designing process, first of all, hardwires are chosen and designed. Second, module programming can be done to get normalized data and Position Control. Third, HMI can be finished using King software, which is used to control the liquid level, adjust the top and bottom limitation parameters on-line, monitor measured value of the liquid level, and meet the technical needs of controlling liquid level.Key Word: S7-300；Kingview；Liquid level目录1 引言课题的提出过程控制通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要的组成部分之一。
温州职业技术学院毕业综合实践课题名称：双容水箱液位控制系统设计作者：学号：系别:电气电子工程系专业:电气自动化指导老师：专业技术职务2016 年 3 月浙江温州- 2 -目次1 绪论......................................................... - 4 -1.1 课题的提出.............................................. - 4 -1.2 国内外研究现状.......................................... - 5 -1.2。
1 国外研究现状..................................... - 5 -1。
2。
2 国内研究现状................................... - 6 - 1。
3 过程控制的发展过程..................................... - 7 -1.3。
1 过程控制的发展................................... - 7 -1.3.2 过程控制策略与算法的进展........................ - 8 -1。
3。
3 传统过程控制存在的问题.......................... - 9 -1.4 PID控制的发展现状及意义................................ - 9 -2 水箱的数学建模............................................... - 10 -2.1 数学模型的介绍......................................... - 10 -2。
2 数学模型的建立........................................ - 11 - 2。
液位控制系统毕业论文液位控制系统毕业论文引言液位控制系统是工业自动化领域中常见的控制系统之一。
它的主要功能是根据液体的实时液位信息，通过控制阀门或泵等装置，实现对液体液位的精确控制。
液位控制系统在化工、石油、食品等行业中得到广泛应用，对提高生产效率、降低安全风险具有重要意义。
本篇论文将对液位控制系统的原理、设计与应用进行深入研究和分析。
一、液位控制系统的原理液位控制系统的原理基于液位传感器的测量技术。
常见的液位传感器包括浮球式、压力式和电容式等。
浮球式液位传感器通过浮子的浮沉来感知液位高低，压力式液位传感器则通过测量液体对传感器的压力变化来确定液位。
电容式液位传感器则是通过测量电容的变化来反映液位的变化。
液位控制系统的工作原理可以简单描述为：液位传感器感知液位的变化，并将信号传递给控制器；控制器根据设定的目标液位，通过控制阀门或泵等执行器来调整液位。
这一过程需要涉及到信号采集、信号处理、控制算法和执行器控制等多个环节。
二、液位控制系统的设计液位控制系统的设计需要考虑多个因素，包括控制精度、响应速度、稳定性和可靠性等。
其中，控制精度是指系统输出与设定值之间的偏差，响应速度则是指系统对液位变化的迅速程度。
稳定性是指系统在长时间运行中的抗干扰能力，而可靠性则是指系统在各种环境条件下的正常工作能力。
液位控制系统的设计需要根据具体的应用场景来确定。
在化工行业中，由于液体的性质多变，设计师需要考虑液体的温度、压力、粘度等因素对系统的影响。
在石油行业中，由于液位控制系统通常需要应对高温、高压等极端环境，设计师需要选择适合的材料和技术来保证系统的可靠性。
在食品行业中，设计师还需要考虑食品安全和卫生要求，确保系统不会对食品质量产生负面影响。
三、液位控制系统的应用液位控制系统在工业生产中有着广泛的应用。
在化工行业中，液位控制系统可以用于控制反应釜中液位的变化，确保反应过程的稳定性和安全性。
在石油行业中，液位控制系统可以用于储罐的液位控制，避免液位过高或过低带来的安全隐患。
封面作者：PanHongliang仅供个人学习摘要本次毕业设计的课题是基于PLC的液位控制系统的设计。
在设计中，笔者主要负责的是数学模型的建立和控制算法的设计，因此在论文中设计用到的PID算法提到得较多，PLC方面的知识较少。
本文的主要内容包括：PLC的产生和定义、过程控制的发展、水箱的特性确定与实验曲线分析， FX2系列可编程控制器的硬件掌握，PID参数的整定及各个参数的控制性能的比较，应PID控制算法所得到的实验曲线分析，整个系统各个部分的介绍和讲解PLC的过控制指令PID指令来控制水箱水位。
关键词：FX2系列PLC，控制对象特性，PID控制算法，扩充临界比例法，PID指令，实验。
The liquid level control system based on PLCABSTRACTThe subject of graduation design is based on PLC, liquid level control system design. In the design, the author is mainly responsible for the mathematical model and control algorithm design, so the design used in the paper referred to was more PID algorithm, PLC in less knowledge.Main contents of this article: PLC creation and definition, process control, development, and water tanks and experiment to determine the characteristics curveanalysis, FX2 series PLC hardware control, PID tuning parameters and various parameters of the control performance comparison, the application PID control algorithm obtained experimental curve analysis, the entire system, introduce and explain the various parts of the PLC process control commands to control the tank level PID instruction.Keywords：FX2 series PLC, the control object characteristics, PID control algorithm, to expand the critical proportion method, PID instruction, experimental.目录中文摘要II英文摘要IV1 绪论11.1 PLC的产生、定义及现状11.1.1PLC的产生、定义11.1.2PLC的发展现状11.2过程控制的发展21.3本文研究的目的、主要内容31.3.1本文研究的目的、意义31.3.2本文研究的主要内容32 FX2系列PLC和控制对象介绍42.1 三菱PLC控制系统42.1.1 CPU模块42.1.2 I/O模块52.1.3电源模块52.2 过程建模52.2.1 一阶单容上水箱对象特性52.2.2 二阶双容下水箱对象特性103 PID调节及串级控制系统133.1 PID调节的各个环节及其调节过程133.1.1比例控制及其调节过程143.1.2比例积分调节 (14)3.1.3比例积分微分调节153.2 串级控制163.2.1串级控制系统的结构163.2.2串级控制系统的特点163.2.3串级控制系统的设计163.3 扩充临界比例度法183.4 三菱FX2系列PLC中PID指令的使用193.5在PLC中的PID控制的编程203.5.1回路的输入输出变量的转换和标准化203.6变量的范围224 控制方案设计244.1 系统设计244.1.1上水箱液位的自动调节244.1.2上水箱下水箱液位串级控制系统254.2 硬件设计254.2.1检测单元254.2.3控制单元264.3软件设计275 运行285.1 上水箱液位比例调节285.2 上水箱液位比例积分调节285.3 上水箱液位比例积分微分调节28致谢30参考文献31论文原创性声明1 绪论1.1 PLC 的产生、定义及现状1.1.1PLC 的产生、定义一、可编程控制器的产生20世纪60年代，在世界技术改造的冲击下，要求寻找一种比继电器更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器。
水箱液位单回路控制系统一、控制目的根据设定的控制对象和管道配置，运用计算机和INTOUCH组态软件，设计一套监控系统，并通过调试使得水箱液位维持恒定或保持在一定的误差范围内。
二、性能要求1、要求水箱液位恒定，液位设定值SP自行给定。
2、无扰动时，水压基本恒定，由变频器控制水泵实现。
3、扰动因数：水箱出水流量允许波动。
4、预期性能：响应曲线为衰减震荡；允许存在一定误差。
调整时间尽可能短。
三、方案设计、控制规律选择简单控制系统一般是单回路控制系统。
由于其结构简单并且能够满足大多数控制质量的要求，因此在生产过程控制中得到了广泛的应用，是生产过程控制中最基本的一种控制系统。
一个单回路反馈系统是由测量变送器装置、控制器、和被控对象所组成，按其被控变量类型的不同可以分为温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统、液位控制系统等。
控制系统设计时针对某一特定生产对象进行的，当系统安装完成之后，控制效果主要取决于控制器的参数设定整定。
选择合适的比例度、积分时间、微分时间是保证和提高系统控制质量的主要途径。
单回路水箱的原理，系统地输入变量为进水阀门、出水阀门的开度，输出变量为水箱液位。
单回路PID控制的被控制量是水位，控制量是进水门、出水门开度。
通过调节PID控制器的比例增益、积分时间、微分时间三个参数得到比较好的控制效果。
PID 调节器构成的闭环控制回路一般原理如图1 所示图1 控制系统方框图控制系统草稿图如图2图2控制规律选择：目前工业上常用的控制规律主要有：比例控制、比例积分控制和比例积分微分控制等。
本方案采用比例积分微分控制。
比例控制——克服干扰能力强、控制及时、过渡时间短。
是最基本的控制规律。
但在终了时会存在余差，负荷变化越大余差越大。
使用于滞后较小、负荷变化不大、允许被控变量存在余差的场合。
比例积分控制——在比例作用下引用积分作用，虽然会使系统的稳定性降低，但没有余差。
适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、不允许被控变量存在余差的场合。
比例微分控制——引入了微分作用，具有超前控制作用，在被控对象具有较大滞后时，会有效的改善控制质量。
但对于滞后小干扰作用频繁，含有高频噪声的系统，将可能使系统产生振荡，甚至失控。
比例积分微分控制——综合了比例、积分、微分控制规律的优点。
适用于容量滞后较大、负荷变化大、控制要求高的场合。
该方案的控制目标是使水位达到平衡状态，通过控制电动调节阀改变阀门开度，来控制流量的大小，从而来控制水位。
选择阀门开度为控制量，水位为被控量。
控制规律选择PID控制规律。
四、测要求试：1．使用INTOUCH组态软件。
2．采用计算机控制方式和PID控制规律。
3．设计出比较完整的控制画面。
画面包括被控水箱、储水箱、电动调节阀、管道及其开关型电磁阀、流量检测仪表及显示、压力检测仪表及显示、阀位检测及显示、水位检测仪表及显示、实时曲线、历史曲线、PID参数调整框、手动控制开关、自动控制开关、结束退出开关。
4．设计出采用PID控制规律的脚本程序。
5．要求系统具备如下手动控制功能：控制电磁阀开通和关闭、通过直接给定控制电动调节阀开度。
6．要求系统具备如下自动控制功能：控制电磁阀开通和关闭、通过闭环PID运算结果控制电动调节阀开度，允许在线实时调整PID参数和水位给定值。
7．能够正确识别有关仪表和智能模块，按照I/O设定完成控制台上所用I/O接线。
8．能够通过OPCLINK完成INTOUCH组态软件和Kingview组态软件的实际连接。
9．能够手动投运系统，实现手动功能。
如有问题，能够修正设计。
10．能够自动投运系统，实现自动控制功能。
如有问题，能够修正设计。
11．运行结果必须实现控制目的。
五、仪表及模块：1．装置柜：含被控对象―水箱、管道（直径4”）、仪表、供水设备、开关电磁阀和电动调节阀等。
2．控制台：含接线端子、485总线模块、控制电源。
3．计算机。
4．组态软件。
压力传感器:：压力传感器用来对管道压力进行检测，采用工业用的DBYG 扩散硅压力传感器，本传感器按标准的二线制传输，稳定性好，可靠性高。
可方便与其他DDZ—ⅢX型仪表互换配置,并能直接替换进口同类仪表。
工作时需串入24V直流电压，0.5级精度，二线制4-20mA标准信号输出。
变频器：三菱FR-S520变频器，4-20mA控制信号输入，可对压力进行控制，体积小，外加电流控制，频率可高达200Hz。
水泵：采用丹麦格兰富循环水泵。
220V供电。
电动调节阀采用德国PS公司进口PSL201型智能电动调节阀。
牛顿7000系列模块：D/A7024模块4路模拟输出，电流（4-20mA）电压（1-5V）信号均可，A/D7017模块8路模拟电压输入，485/232转换7520模块，转换速度极高（300～115KHz），232口可长距离传输。
D/A模块：nudan7024模块外形模块原理模块接线模块性能：电流输出4-20Ma;A/D模块:nudan7017—电压输入DO模块:nudan7043通信模块:nudan7530六、工艺流程图和系统组态图图3 工艺流程图4 系统组态系统可以手动/自动控制，通过控制电池阀开度改变水的流量，使水位达到预定数值。
七、标记名字典D 内存实型TS 内存实型八、系统组态图应用Intouch制作出的组态图如图5：图5组态画面应设计出比较完整的控制画面。
画面包括上水箱、储水箱、电动调节阀、设计出完整的控制画面。
画面包括上水箱、储水箱、电动调节阀、水泵、变频器、管道及其开关型电磁阀、压力检测仪表及显示、阀位检测及显示、水位检测仪表及显示、实时曲线、历史曲线、PID参数调整框、手动控制开关、自动控制开关、结束退出开关。
九、PID调节:建立一个窗口设置为PID显示窗口属性为弹出。
通过PID调节对管道流量、阀开度、水压进行调节。
改变Sp得到不同的水位值，给出水为值后，通过给定值与实际值比较得到误差。
下图为PID显示图6:图6十、设置历史曲线:先建立一个窗口设置为历史曲线窗口属性为弹出。
历史曲线设置后如图7:图7十一、设置时实曲线:建立一个窗口设置为时实曲线窗口属性为弹出。
时实曲线如图:8图8十二、安装接线：I/O 接线: 实验中DA 模块中IO0为控制调节阀开度的控制通道， IO1为可控硅的电压控制通道， IO2为变频器的控制通道。
AD 模块中IN1为水箱液位的检测， IN5是阀位反馈信号检测， IN6是水泵出中水位信号检测。
装置柜 控制台 计算机导线 485/232电动阀 流量计 压力表 变频器控制电源 接线端子 牛顿模块接线口图9 接线示意图十三、I/O接线表：液位变送器输出Ⅲ：5(+) -----------------------电源正极(水箱液位检测) 6(-) -----------------------In1+In1- -----------------------电源负极压力变送器输出：7(+) -----------------------电源正极(压力检测) 8(-) -----------------------In6+In6- -----------------------电源负极流量计输出：17(+) -----------------------In2+(管道流量检测) 18(-) -----------------------In2-电动调节阀输入：9(+) -----------------------电源正极（管道电动阀控制）10(-) -----------------------Io0+AGND ----------------------电源负极AGND -----------------------电源负极变送器输入：41(+) -----------------------电源正极（变送器控制）42(-) -----------------------Io2+AGND ----------------------电源负极电动调节阀阀位输出：11(+) -----------------------In5+（主管道阀位控制）12(-) -----------------------In5-十四、系统调试过程：1．安图接线，无误后进入调试状态。
2．手动控制时，如果出现问题时，立即结束，检查仪表。
3．自动控制时，调节PID 参数，KP=0.3,TI=0.3,TD=0.1。
手动 自动否是图10 调试流程示意图自动控制中应不断改变PID参数，观察实时曲线判断控制性能是否能够达到要求。
包括快速性、准确性、稳定性三方面，尽量让这三方面都能达到很好的性能。
调节参数原则:应该先调节KP的值，P作用是最基本的控制作用，一般先按纯比例进行闭环测试，然后适当引入Ti和Td.应尽量发挥积分作用消除余差.一般取Ti=2τ或Ti=(0.5-1)Tp，Tp是振荡周期。
稳定性是控制系统品质指标的前提条件。
通常，可取衰减比作为稳定性指标。
在整定完成后一定要确保过程控制系统的稳定性。
十五、系统调试以及结果:此系统事采用PID控制规律实现单回路液位控制系统的动态监控。
首先给定Kp、Ti、TD的值之后进行调试。
在自动时可以改变Sp，此时Pv相应发生变化，Uk0在自动时无法改变。
在手动时,Sp和Uk0均可以改，Pv发生相应的变化。
在通过OPCLNK建立INTOUCH组态软件和Kingview组态软件的实际连接时，要注意几点：首先，在Kingview中建立访问名时必须与INTOUCH组态中的访问名一致，并且此访问名必须在系统中没有重复定义过才行：其次在定义项目名时必须注意，标记名在实际水压控制系统中是内存离散或是I/O实型，因为标记名与主题名不同，可以选择使用标记名作为项目名，使之自动输入到项目框，使用内置的主题IOSATUS监视I/O对话时，项目框总是使用在访问名中输入的名称。
总结：通过这次ASEA培训,使我了解了当前组态软件的发展。
进一步学习了PLC、Intouch以及Protel的应用!学习了系统组态图的设计与制作，使自己的思维更加开阔。
通过这次培训不但提高了对系统组态的认识也提高了自己的动手能力! 通过这次学习掌握了对复杂电路的实际和安装!我希望在未来能够自性设计生产线路和安装调试系统,知识与实际操作联系到一起!附录：启动时：VV1=0;VV2=0;VV4=0：TS=1;KP=30;TI=30;TD=0.1;P=KP;I=Ti/Ts;D=Td/Ts;Uk0=0;ek0=0;ek01=0;ek02=0;运行期间：IF Star==1 AND Auto==1THEN VV1=1;VV2=1;vv4=1;a01=P*(1+I+D);a11=P*(1+2*D);a21=P*D;ek0=Sp-Flow_main;Uk0=a01*ek0+a11*ek01+a21*ek02 ; ek02=ek01;ek01=ek0;IF Uk0< 0 THENUk0=0;ELSEIF Uk0> 1000 THENUk0=1000;ENDIF;ENDIF;ELSEVV1=0;VV2=0;ENDIF;关闭时：VV1=0;VV2=0;Uk0=0;。
