毕业设计--双容水箱液位控制

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1、题目过程控制实验装置的双容液位控制系统设计学院名称地球物理与信息工程学院专业名称自动化学生姓名指导教师起止时间：2015年4月16日至2015年6月16日摘要摘要双容水箱液位控制系统广泛应用于食品生产、工业化工等各个领域。双容液位控制系统具有非时变、滞后等特点，根据这一特点，分别应用了PID控制、模糊控制等控制策略。基于对过程控制实验装置的了解，建立了过程实验装置与西门子PLC的硬件连接。然后，基于PLC实现了过程实验装置双容液位控制系统的设计，并对实验结果进行了对比分析。在此基础上，基于OPC接口技术，建立西门子PLC与MATLA

2、B软件的数据通讯。进而，采用模糊控制算法应用MATLAB软件中的模糊控制工具箱，实现了对过程实验装置双容液位的控制。最后，对实验结果进行了对比分析，得出了模糊控制算法在双容液位控制系统中应用的优点。关键词：双容液位；PLC；PID控制；模糊控制-5-ABSTRACTProcesscontroldeviceofLiquidLevelControlSystemDesignABSTRACTTwin-tankwaterlevelcontrolsystemiswidelyusedinvariousfieldssuchasfoodproduct

3、ion,industrialchemicals.LiquidLevelcontrolsystemwithanon-time-varyingcharacteristicsofthelag,accordingtothisfeature,eachapplicationofthePIDcontrol,fuzzycontrolandothercontrolstrategies.Basedontheprocesscontroldeviceofunderstanding,thecourseoftheexperimentapparatusconne

4、ctedtoaSiemensPLChardware.Then,basedonPLCachievedduringexperimentalapparatusLiquidLevelControlSystem,andtheexperimentalresultswerecomparedandanalyzed.Onthisbasis,basedontheOPCinterfacetechnology,establishdatacommunicationSiemensPLCwithMATLABsoftware.Furthermore,theuseo

5、ftheexperimentaldeviceforLiquidLevelProcessControlFuzzyControlMATLABsoftwarefuzzycontroltoolboxachieved.Finally,theexperimentalresultswerecomparedandanalyzed,weobtainedadvantagesoffuzzycontrolalgorithminLiquidLevelControlSystem.KeyWords：LiquidLevel;PLC;PIDControl;Fuzzy

6、Control-5-目录目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1选题的背景及意义11.2国内外研究现状21.2.1过程控制系统研究现状21.2.2双容液位控制概论31.2.3模糊控制研究现状41.3本文研究内容5第2章过程实验装置的双容液位系统62.1装置介绍62.2对象特性分析92.3控制需求分析9第3章过程实验装置的双容液位控制系统设计113.1控制系统设计113.2基于PLC的双容液位控制123.2.1PLC控制程序133.2.2PID参数整定153.2.3传递函数的求解与OPC的连接153.3实验结果分析223.4小

7、结25第4章基于PID的Matlab和模糊控制仿真274.1数据通讯系统274.2基于PID控制器的模糊控制系统设计294.2.1模糊控制器的编写294.2.2模糊控制器的编写304.2.3模糊控制仿真设计374.3实验结果对比分析40第5章总结44-5-目录参考文献45附录A附录内容名称46致谢49-5-中国石油大学（北京）本科毕业设计（论文）第1章绪论1.1选题的背景及意义双容水箱在工业生产过程中极其常见，是工业生产常用的控制设备之一。它是由装有阀门、变送器、传感器的两个水箱通过管道上下连接而成。在生产工程中，通常需要对下水箱液

8、位进行定值控制，与此同时选取上水箱进水流量为操纵变量，对下水箱液位进行控制。对其液位的控制通常采用模拟仪表、计算机、PLC等单回路控制。双容水槽一般表现出二阶特性，广泛应用于生产生活中。液位是工业生产中最常见的控制参数之一，而液位控制