PLC（可编程控制器）是以微处理器为基础，综合了自动控制技术、计算机技术和通信技术发展起来的一种新型、通用的工业自动控制装置。在发达国家中，PLC已成为工业控制的标准装备。PLC的基本设计思想是把计算机功能灵活、完善、通用等优点和继电器控制系统的操作方便、简单易懂、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的[1]。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,能够便捷的连接控制器和被控对象。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及及应用。PLC以其可靠性高、易于扩展、通用信强、灵活性强、使用方便等优点，已成为工业自动化领域应用最广、最重要的控制设备之一。S7300系列是一类可编程控制器，能够满足现实生产中多种多样的自动化控制需要。文献综述

现场总线技术是研究现场设备数字化、网络化通信的热门技术。现场总线控制系统是新一代分布式、控一体化的基础。学生在学习现场总线的基本原理和技术规范的基础上，同时还要学习现场总线的工程设计、运行与维护[2]。

在食品加工、化工生产、溶液过滤等生产加工过程中，往往需要蓄液池。池中液体的高度需要维持在合理值。如果使用此系统来自动维持液体高度，那么工作人员便可在操作室中轻易获知设备的储水状况。因此，液位的高度在工业控制过程中是一个重要的参数，特别在动态状态下，采用合适的方法对液位进行检测和控制，既能得到很好的效果，又能提高效率。

1．2  课题的内容

过程控制是自动化专业研究的一个重要方向，而液位控制又是过程控制中最常见的一种类型。课题主要使用CS4000实验装置，以西门子PLC300为控制器，完成单容和双容水箱液位控制系统的设计，并进行控制器参数的整定。涉及到液位的动态监控、PLC控制、PID算法等知识。

本课题研究内容有：

(1) 了解过程控制及检测装置硬件结构组成、仪器仪表的特性；

(2) 进行单容水箱、多容水箱液位对象动态特性的测试； 

(3) 设计单容水箱、多容水箱液位定值控制系统；

(4) 利用WinCC设计上位机监控界面，实现上位机对过程对象的实时监控。

1．3  选题的意义

工业液体的液位控制系统是工业生产中比较典型的控制应用之一，单容、双容水箱的液位控制作为过程控制的典型代表，是众多过程控制专家研究的热点之一，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。其中，控制装置的可靠性与控制方案的准确性一直是影响整个系统性能的关键。在传统的油库发油、炼化等行业中，应用单片机对液位进行控制，可是这存在计量不精确、失控和安全性差等问题。为了克服这些缺点，论文设计采用西门子公司S7-300系列PLC和WinCC工业组态软件来实现对单容和双容水箱的液位控制。源.自/优尔·论\文'网·www.youerw.com/

1．4  论文章节安排

本论文的内容安排如下：

第1章 介绍了本课题研究的背景、主要任务及意义。

第2章 介绍了CS4000实验装置的结构组成、主要特点和本次设计所使用的PLC。

第3章 介绍了采用响应曲线法对单容、双容水箱系统进行建模的过程。

第4章 介绍了单回路控制系统的设计思想、STEP7的编程步骤以及上位机界面的设计。

第5章 介绍了液位控制系统的运行结果，并进行PID参数整定，对每组数据、实验曲线进行分析。