過程控制實驗-三容水箱液位控制系統

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一、概括

三單容水箱液位控制系統是采用先進的控制算法完成對過程液位的控制的控制系統。本系統是進行控制理論與控制工程教學、實驗和研究的理想平臺，可以方便的構成一階系統對象和二階系統對象。

本設計中充分利用了自動化儀表技術，計算機技術，通訊技術和自動控制技術，以實現對水箱液位的串級控制。本系統通過PLC編程等方式實現對液位的串級PID控制。

本控制系統的控制效果既可通過水箱刻度直觀地反映出來，也可通過傳感器進行精確檢測，通過軟件顯示瞬態響應指標進行對比，以便準確評估控制性能。并提供二次開發功能，用戶可自行開展創新實驗。

本控制系統通過模塊化、小型化真正實現了在過程控制實驗中，每個學生人手一臺實驗設備的理想實驗條件。如果實驗室已購買了控制器實驗設備(如PLC可編程設備)，則本實驗系統可以和實驗室現有的PLC可編程實驗設備有機無縫結合，低成本地實現單容水箱液位控制實驗實訓教學。

二、控制器選配

1、智能儀表控制；

2、遠程數據采集控制；

3、DCS分布式過程控制；

4、S7-300PLC過程控制；

5、S7-200PLC過程控制；

6、單片機控制；

7、以太網控制；

8、嵌入式以太網控制；

9、三菱PLC控制；

10、PCI采集卡控制；

三、系統實驗教學軟件選配

1、MCGS工控組態軟；

2、組態王組態軟件；

3、和利時MACS V系統組態軟件；

4、STEP7編程軟件；

5、WinCC組態軟件；

6、單片機數據采集與控制軟件；

四、三容水箱技術指標

1、外形尺寸

長寬高:450*210*300mm；

材料：亞克力；

2、水箱容量

數量：3個；

容量：1.7L；

3、儲水槽容量

數量：1個；

容量：9L；

4、液位傳感器模塊

傳感器數量：2個；

工作電壓：DC±12V；

信號輸出：0-5V；

測量范圍：0-1m；

5、流量傳感器模塊

傳感器數量：2個；

工作電壓：DC5V；

信號輸出：5V脈沖；

測量范圍：0-5L/min；

6、水泵參數

水泵數量：2個；

工作電壓：DC12V；

電流：1A；

流量；5LPM；

壓力：0.5MPa；

五、實驗內容

1、水箱模型分析；

2、階躍響應曲線法建立模型；

3、PID控制原理；

4、系統控制方案設計；

5、控制系統仿真；

6、過程儀表介紹；

7、儀表過程控制系統的組建；

8、儀表過程控制系統PID參數整定；

9、計算機過程控制系統硬件設計；

10、差壓傳感器的零點遷移和性能測試；

11、液位測量和控制；

12、流量傳感器標定；

13、壓差損失觀察；

14、單容自衡水箱的對象特性測試；

15、雙容自衡水箱的對象特性測試；

16、三容自衡水箱的對象特性測試；

17、單容水箱液位PID控制；

18、雙容水箱液位PID控制；

19、三容水箱液位PID控制；

總結

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