關(guān)于水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的報告
關(guān)于水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的報告
人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)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(diào)節(jié)是遠遠不夠的。為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(xiàn)在就引入了工業(yè)生產(chǎn)的自動化控制。在自動化控制的工業(yè)生產(chǎn)過程中，一個很重要的控制參數(shù)就是液位。一個系統(tǒng)的液位是否穩(wěn)定，直接影響到了工業(yè)生產(chǎn)的安全與否、生產(chǎn)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。隨著現(xiàn)在工業(yè)控制的要求越來越高，一般的自動化控制已經(jīng)也不能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)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(tǒng)是集計算機技術(shù)、自動化儀表技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)為一體的多功能實驗裝置。它的特點包括：結(jié)構(gòu)簡單、觀察直觀、組態(tài)靈活等。基于以上的特點在該系統(tǒng)平臺可以實施和開發(fā)各種相異的控制方案。國內(nèi)外許多學(xué)者和工程技術(shù)人員基于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(dǎo)生產(chǎn)實踐
雙容水箱液位控制系統(tǒng)的工作原理 控制系統(tǒng)如圖１所示，采用單回路控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對水箱液位（下水箱的液位H）的恒定控制。當(dāng)通過一旁通管道往上水箱注水或下水箱注水時，即給系統(tǒng)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(shè)定15cm)。液位檢測變送器將信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?-20mA）送入PLC中。控制器PLC通過內(nèi)部A/D模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,再經(jīng)過內(nèi)部PID運算,輸出模擬控制信號給電動執(zhí)行器。電動執(zhí)行器在PLC的輸出信號控制下，改變閥門的開度，從而調(diào)節(jié)流進上水箱的水流量，實現(xiàn)對水位的恒定調(diào)節(jié)。
單回路系統(tǒng)是指在一個調(diào)節(jié)對象上用一個PID調(diào)節(jié)來保持參數(shù)的衡定，而調(diào)節(jié)器只接受一個測量信號，其輸出也只控制一個執(zhí)行機構(gòu)。
串級控制系統(tǒng)方框圖，如圖3所示。該控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上形成了兩個閉環(huán)。一個閉環(huán)在里面，被稱為副回路；一個閉環(huán)在外面，被稱為主回路，以最終保證被調(diào)量滿足工藝要求。這種由兩個調(diào)節(jié)器串接在一起控制一個調(diào)節(jié)閥的系統(tǒng)就叫做串級控制系統(tǒng)。主調(diào)節(jié)器具有自己獨立的設(shè)定值，它的輸出作為副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，而副調(diào)節(jié)器的輸出信號則是送到調(diào)節(jié)閥去控制生產(chǎn)過程。
串級控制系統(tǒng)只比簡單控制系統(tǒng)增加了一個測量變送元件和一個調(diào)節(jié)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(tài)特性，提高系統(tǒng)的工作頻率，對負荷或操作條件的變化也有一定的自適應(yīng)能力[2]。
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