5 水箱液位控制实验 16

5。1 单容、双容水箱液位特性测试实验 16

5。2 单回路流量PID控制实验 21

5。3 一阶单容水箱液位PID控制实验 22

5。4 二阶双容水箱液位PID控制实验 27

5。5 二阶双容水箱液位串级控制实验 28

5。6 加热水箱水温PID控制实验 34

5。7 本章小结 35

结论 36

致谢 37

参考文献 38

1绪论

1。1课题研究背景

在诸多过程控制系统中，液位流量控制是非常重要的一部分。在工业生产和生活的方方面面，都要涉及到对液位和流量的监控。比如居民用水、饮料加工、化工生产等过程中都要用到蓄液池[1]，蓄液池的液位高度需要一直稳定在合适的位置，既不能太高而引起浪费，也不能过低而不能达到生产要求。因此必须要采用合适的方法对液位进行动态的监控与操作。在过程控制领域，运用PID控制，再配合计算机等组态软件，可以完美的解决液位控制的难点问题，如何选择正确恰当的PID控制，也是液位控制质量的重要保证，很大程度上决定了整个系统的高效性与稳定性。

1。2现阶段过程自动化的发展状况和趋势

1。3课题主要研究内容

本课题要求熟练掌握浙大中控C3000过程控制器的使用，整个实验过程是基于浙大中控CS4000过程控制实验平台，并借助C3000对液位控制进行设计；

要求熟悉电磁阀、压力式液位传感器、Pt100热电阻和电磁式流量计的工作原理；

在PID控制中对PID参数进行整定，运用两步法整定出最适合当前要求的PID数值，记录相应的曲线并进行分析。

1。4 本章小结

本章主要介绍了课题研究的背景，讲述了自动化发展的历程和趋势，并对课题的主要研究内容有充分了解。

2 CS4000过程实验控制装置   

2。1 CS4000型过程控制装置简介

随着现代过程工业的不断发展，生产过程也随之变得复杂，对生态环境的影响也日趋突出，这些都对控制工程提出了很高的要求。不仅如此，生产的安全性、经济性和可靠性都成为评定当前自动控制水平高低的重要参数[5]。因此，传统的常规控制工程已不能满足现代化企业的发展要求，随着计算机技术的飞速发展，为新的控制系统的应用提供了广大的发展空间。而随着网络技术和软件技术应用的发展，大量的应用软件、人机接口软件和监控组态软件为工业应用提供了人性化的友好环境[6]。

CS4000系列过程控制装置就是一套非常智能化的过程控制实验平台。它结合了中外最新科技动态而推行的智能仪表技术、计算机技术、通讯技术与自动控制技术等等于一体。相关实验可以针对温度、压力、流量、液位等过程参数进行多方案的控制[7]，可以让操作者熟悉主流的工业控制的主要过程，并能设计出多种多样的控制方案，让操作者强化对于工业自动控制的认识。它的全部装置如图2。1所示：

图2。1 CS4000实验装置总体图

2。2 CS4000过程控制实验装置主要构成

    CS4000过程控制实验装置是一套过程控制对象系统，可以模拟现场生产环境，由过程控制对象、仪表控制系统、执行器模块、远程数据采集模块、DCS 控制系统、信号检测模块等组成，集多参数闭环控制为一体。而从直观的角度，可以把CS4000分为水箱实验装置、控制器装置与上位机这几部分。