液位控制系统设计_单容水箱液位控制系统设计

液位控制是工业中常见的过程控制,它对生产的影响不容忽视。单容液位控制系统具有非线性,滞后,耦合等特征,能够很好的模拟工业过程特征。对于液位控制系统,常规的pid控制采用固定的参数,难以保证控制适应系统的参数变化和工作条件变化,得不到理想效果,模糊控制具有对参数变化不敏感和鲁棒性强等特征,但控制精度不太理想。如果将模糊控制和传统的pid控制两者结合,用模糊控制理论来整定pid控制器的比例,积分,微分系统,就能更好的适应控制系统的参数变化和工作条件的变化。本文为大家带来一哥单容水箱液位控制系统设计。
液位控制的实现 本设计中以液位控制系统的水箱作为研究对象,水箱的液位为被控制量,选择了出水阀门作为控制系统的执行机构。本设计首先由差压传感器检测出水箱水位;水位实际值通过a/d转换器进行a/d转换,变成数字信号后,被输入计算机中;最后,在计算机中,根据水位给定值与实际输出值之差,利用pid程序算法得到输出值,再将输出值传送通过d/a转换器转换成模拟信号,控制交流变频器,进而控制电机转速,从而形成一个闭环系统,实现水位的计算机自动控制。
设计原理 单容水箱液位定值控制系统如下:
系统结构图
水箱单容液位定值控制系统
本实验系统结构图和方框图如图所示。被控量为上水箱的液位高度,实验要求它的液位稳定在给定值。将压力传感器检测到的上水箱液位信号作为反馈信号,在与给定量比较后的差值通过调节器控制气动调节阀的开度,以达到控水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制,系统的调节器应为pi或pid控制。
mcgs组态软件设计 应用mcgs组态软件建立单容水箱液位定值控制系统,以下是部分组建过程:进入mcgs组态环境。在菜单文件中选择新建工程菜单项,生成新建工程。
主要内容包括:定义工程名称、封面窗口名称和启动窗口(封面窗口退出后接着显示的窗口)名称,指定存盘数据库文件的名称以及存盘数据库,设定动画刷新的周期。经过此步操作,即在mcgs组态环境中,建立了由五部分组成的工程结构框架。封面窗口和启动窗口也可等到建立了用户窗口后,再行建立。
新建立工程,工程需存放在mcgs子目录work的目录下,否则工程无法运行。
添加对象元件:
添加百分比填充构建,并修改其属性:
添加按钮构建:
工程组态好后,最终效果图如下:

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