關於水箱液位監控系統設計的報告

關於水箱液位監控系統設計的報告

人們生活以及工業生產經常會涉及到水箱液位控制的問題，例如鍋爐，食品加工，居民生活用水，污水處理等，在這個過程中僅僅靠人工來調節是遠遠不夠的。爲了解決人工控制的控制準度低、控制速度慢、靈敏度低等一系列問題。從而現在就引入了工業生產的自動化控制。在自動化控制的工業生產過程中，一個很重要的控制參數就是液位。一個系統的液位是否穩定，直接影響到了工業生產的安全與否、生產效率的高低、能源是否能夠得到合理的利用等一系列重要的問題。隨着現在工業控制的要求越來越高，一般的自動化控制已經也不能夠滿足工業生產控制的需求，所以就又引入了可編程邏輯控制既PLC。引入PLC使控制方式更加的集中、有效、更加的及時。

多容水箱液位控制系統是集計算機技術、自動化儀表技術、通信技術、自動控制技術爲一體的多功能實驗裝置。它的特點包括：結構簡單、觀察直觀、組態靈活等。基於以上的特點在該系統平臺可以實施和開發各種相異的`控制方案。國內外許多學者和工程技術人員基於該類裝置做出了重要的研究報告，驗證了重要的理論成果和指導生產實踐

雙容水箱液位控制系統的工作原理 控制系統如圖１所示，採用單迴路控制系統，實現對水箱液位（下水箱的液位H）的恆定控制。當透過一旁通管道往上水箱注水或下水箱注水時，即給系統加入了干擾1或干擾2。此時，下水箱的水位就會增加，從而偏離給定值（設定15cm)。液位檢測變送器將信號轉變爲電信號（4-20mA）送入PLC中。控制器PLC透過內部A/D模組將模擬信號轉換爲數字信號,再經過內部PID運算,輸出模擬控制信號給電動執行器。電動執行器在PLC的輸出信號控制下，改變閥門的開度，從而調節流進上水箱的水流量，實現對水位的恆定調節。

單迴路系統是指在一個調節對象上用一個PID調節來保持參數的衡定，而調節器只接受一個測量信號，其輸出也只控制一個執行機構。

串級控制系統方框圖，如圖3所示。該控制系統在結構上形成了兩個閉環。一個閉環在裏面，被稱爲副迴路；一個閉環在外面，被稱爲主迴路，以最終保證被調量滿足工藝要求。這種由兩個調節器串接在一起控制一個調節閥的系統就叫做串級控制系統。主調節器具有自己獨立的設定值，它的輸出作爲副調節器的設定值，而副調節器的輸出信號則是送到調節閥去控制生產過程。

串級控制系統只比簡單控制系統增加了一個測量變送元件和一個調節器，但是控制效果卻有顯著的提高，具有較好的控制性能，能夠改善對象的動態特性，提高系統的工作頻率，對負荷或操作條件的變化也有一定的自適應能力[2]。