双容水箱毕业设计报告.doc

基于组态软件的双容水箱液位控制系统设计 摘要：液位控制问题是人民生活以及工业生产过程中的一类常见的问题，在污水处理，溶液过滤，化工生产等多种行业在生产加工过程之中都需要对液位进行控制，如果液位控制得当就能够提高生产效率以及产品的质量。这些不同背景的液位控制都可以简化为双容水箱的水位控制问题。 本文基于MCGS组态软件，使用AE2000B型过程控制实验装置，运用PLC技术，自动控制技术，通信技术设计了一个双容水箱串级控制系统，该系统能够完成对下水箱水位的精确控制并且具有易于操作、运行可靠、抗干扰能力强的特点。 关键词：MCGS； PLC； 液位控制； 双容水箱； PID； 串级控制 Control System of Double Capacity Water Tank Based on Configuration Software Abstract: It is a kind of common problem that in the process of industrial and people met in life. In the production process need to control the liquid level including In sewage treatment, filter solution, chemical production and other industries etc.if the lituid level be controled properly that can improve efficiency of production and quality. All of above problems that with different background can be simplified to double capacity water tank water level control problem. This essay is based on MCGS configuration software,he use of AE2000B process control experimental device, PLC technology, automatic control technology，in addition,we designed a Double Capacity Water Tank Cascade Control System,the system can be precisely controlled under the water tank level and easy operation, reliable operation, strong anti-interference ability. Key words: MCGS, PLC, Level control, Double Capacity Water Tank, PID, cascade control 目录 第1章绪论 1 第2章 控制系统硬件部分 7 2.1控制系统的组成 7 2.2器件型号 8 第3章被控对象建模 9 3.1单容过程建模 9 3.2双容过程建模 11 第4章 实验法求取水箱参数 13 4.1修正实验装置误差 13 4.1.1电动调节阀的特性 13 4.1.2上水箱水位特性 14 4.1.3下水箱水位特性 15 4.2测定水箱阶跃数据 15 4.3双容水箱阶跃响应参数 17 4.3.1求取上水箱传递函数 17 4.3.2求取下水箱传递函数 19 第5章 系统控制方案设计 20 5.1 PID控制原理 20 5.2方案设计 22 5.3调节器参数整定 24 5.3.1 MATLAB软件简介 24 5.3.2副回路参数整定 25 5.3.3主回路参数整定 26 5.3.4抗干扰能力验证 27 第6章 组态界面设计 29 6.1总体设计 29 6.2 具体组态过程 30 6.2.1水箱动画界面 30 6.2.2定义数据变量 30 6.2.3动画连接 31 6.2.4水位数据及曲线 32 6.2.5报警设置 33 6.2.6运行策略 34 第7章 联机调试 36 7.1 PLC程序设计 36 7.1.1程序流程图 36 7.1.2 PLC资源分配 37 7.2连接实验装置 37 7.2.1连接PLC与双容水箱 37 7.2.2连接MCGS与PLC 38 7.3运行和调试 39 7.3.1 MCGS的监控功能 39 7.3.2调试结果 41 总 结 43 致谢 44 参考文献 44 附录1 数据采集程序 47 附录2 串级控制程序 49