基于MCGS双容水箱的液位控制系统的设计
基于MCGS双容水箱的液位控制系统的设计
基于MCGS双容水箱的液位控制系统的设计液位控制系统的设计是指通过控制液位，使其保持在一定的范围内，以确保液位不超过或低于设定的阈值。
基于MCGS双容水箱的液位控制系统设计，是指采用MCGS双容水箱作为液位控制的主要装置，通过合理的控制算法和参数设置，实现水箱液位的稳定控制。
MCGS双容水箱是一种具有两个容器的水箱系统，其中一个容器填充水，另一个容器排空水，通过控制两个容器之间的水位差，可以实现对整个水箱液位的控制。
基于这种结构，可以设计出以下几个方面的液位控制系统。
第一，传感器的选取和安装。
传感器是液位控制系统的核心部件，用于实时检测水箱的液位信息。
在选取传感器时，需要考虑传感器的灵敏度、稳定性和耐腐蚀性等因素。
传感器一般安装在水箱的上部和下部，以便检测到液位的变化。
第二，控制算法的设计。
针对MCGS双容水箱的特点，可以设计出一套合理的控制算法来控制液位。
一种常用的控制算法是PID控制算法，通过调节水箱出水流量和进水流量的比例，实现对液位的控制。
通过对水箱系统进行建模和仿真，可以确定合适的PID参数，从而实现液位的稳定控制。
第三，控制参数的设置。
在设计液位控制系统时，需要合理设置控制参数，包括PID参数、液位报警阈值和控制的液位范围等。
PID参数的设置可以通过试验和调整来完成，液位报警阈值可以根据实际需求来确定，控制的液位范围可以根据水箱容量和水流量等因素来设定。
第四，系统的安全保护措施。
在设计液位控制系统时，需要考虑到系统的安全性，防止出现液位过高或过低的情况。
可以设置液位报警装置，在液位超出设定的范围时发出警报，以便及时采取措施，避免发生事故。
综上所述，基于MCGS双容水箱的液位控制系统设计需要考虑传感器的选取和安装，控制算法的设计，控制参数的设置以及系统的安全保护措施。
通过合理的设计和调试，可以实现对水箱液位的稳定控制，确保系统的运行安全和稳定。
MCGS的液位控制
武汉科技大学毕业论文题目：基于MCGS的水箱液位控制系统组态界面设计摘要应用组态软件设计一个水箱液位控制系统仿真实验监控平台，实现对实际工程问题的过程控制，现在本设计的目的是实现对水箱液位过程控制。
为了能更好一个设计水箱液位控制系统，本设计利用MCGS组态软件来设计这个系统。
因为MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点，它可以快速构造和生成上位机监控系统，并可稳定运行于多种操作系统.。
分析水箱液位控制系统的特点及控制要求，本设计采用位式控制规律中最简单的二位控制，利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作，实现对水箱液位的自动控制。
关键词：工程组态软件；水箱液位系统；液位控制目录1 绪论 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1 MCGS的背景 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 监控组态软件的发展 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 系统设计原理 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
基于MCGS的双容水箱液位监控系统设计(62页)
基于的双容水箱液位监控系统设计专业班级学生姓名袁超伟指导老师基于的双容水箱液位监控系统设计摘要监控组态软件是面向监控与数据采集的软件平台工具，利用它可以快速、方便的构造和生成上位机监控系统，极大的缩短工业监控软件的开发周期，提高开发效率。
随着信息化速度的加快，监控组态软件将发挥越来越重要的作用。
本文首先对国内外的组态软件的现状和发展进行了介绍，论述了工业过程监控组态软件的基本工作原理，然后以双容水箱监控系统为例，详细介绍了基于昆仑通态( )的系统监控软件的组态思路和方法。
结合课题的需求，设计了本系统的组态式监控软件，完成了图形界面、趋势图、报表设计、变量设置及报警界面等模块的功能设计，并对与下位机的联接通讯进行了研究，最后，对设计的监控组态软件进行了测试和运行，整个系统人机对话方便，系统构成灵活，验证了所设计的监控软件的有效性。
关键词：组态软件双容水箱监控系统. , . , . ,.. . ( ) . , . , , , . . ,. , . . . .：, , ,目录1.绪论.................................................................................. 错误!未指定书签。
1.1课题研究的背景和意义........................................... 错误!未指定书签。
1.1.1 组态软件的概念............................................... 错误!未指定书签。
1.1.2 组态软件的组成、功能和特点....................... 错误!未指定书签。
1.1.3 国内外主要组态软件产品介绍....................... 错误!未指定书签。
1.1.4 组态软件的发展趋势....................................... 错误!未指定书签。
最新基于MCGS组态编程的液位控制系统设计
摘要应用组态软件设计一个仿真实验监控系统,实现对实际工程问题的过程控制,现在我们的具体问题是实现对水箱液位过程控制。
为了能设计一个解决实际工程问题的仿真实验监控系统,我们可以基于各种组态软件来设计这个仿真平台.而MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点,它可以快速构造和生成上位机监控系统，并可稳定运行于多种操作系统.。
以MCGS组态软件为开发平台,设计一个仿真实验监控平台来实现对实际工程问题的控制.不仅能对水箱的液位进行监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。
为了能够很好的实现对水箱液位控制系统的仿真,综合考虑多方面的因素,本文将用MCGS组态软件设计一个仿真实验监控平台来对其进行实时控制.具体地,要将MCGS组态软件实现此方案。
在该系统中,利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作，完成仿真实验监控平台的设计,最终达到对水箱液位实时监控,实验数据采集,报表的输出和数据的同步显示。
关键词：MCGS组态软件；液位系统；仿真实验AbstractTo design a simulation experiment monitoring platform with application configuration software, realizing the actual engineering problems of process control, currently, our concrete problem is to achieve the temperature of the boiler and water tank level process control.In order to be able to solve real engineering problems to design a simulation experiment monitoring platform, we can base on a variety of configuration software to design this simulation platform. The MCGS configuration software has simple operation, perfect visibility, strong maintainability, high performance and other salient features. It can construct and generate host computer monitoring system quickly, and can be run on different kinds of operating systems steadily.With MCGS configuration software development platform, designing a simulation experiment monitor platform to achieve the process control of the actual engineering problems. Not only can monitor the level of the water tank and the temperature of the boiler, gathering the experiment data and establishing experiment reports, but also can do the off-line simulation experiment, simulation control.In order to control the water tank level and the water temperature of boiler well. Take a comprehensive consideration on various factors; this article will design a simulation experiment monitoring platform with MCGS configuration software to achieve the real-time control for this system. Specifically, we should use MCGS configuration software to implement this program. In this system, realizing the data acquisition, controlling information output, as well as the human-machine interaction by the MCGS configuration software, and accomplishing the design of the simulation experiment monitoring platform, which can to achieve the level of the water tank and the water temperature of the boiler in real-time monitoring, experimental data collection, report forms of the output and synchronized curve display ultimately.Key Words：MCGS configuration software; liquid level system; simulation experiment目录1绪论 ................................................................................................... 错误！未定义书签。
毕业设计论文基于MCGS组态软件的水位控制系统
新疆工程学院课程设计题目基于MCG组态软件的水位控制系统目录前言 (1)1.设计概述 (2)1.1设计任务介绍 (2)1.2设计系统组成框图 (2)1.3设计分析 (2)14设计所用软件介绍 (3)1.4.1什么是MCGS组态软件 (3)1.4.2 MCGS组态软件的系统构成 (3)1.4.3 MCGS组态软件的功能和特点 (5)1.4.4 MCGS组态软件的工作方式 (5)2设计思路 (6)3组态画面的设计 (7)3.1工程建立 (7)3.2建立流程画面 (7)3.3定义数据对象 (8)3.4.动画连接 (9)3.5模拟设备连接 (9)3.6 控制流程 (10)3.7 报警显示 (10)3.8 报表输出 (12)3.9 趋势曲线显示 (12)3.10 安全机制 (13)3.11 水位控制系统总效果 (15)4 总结 (17)5 参考文献 (18)、八、•前言计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCG工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。
MCGS 是一种流行的组态软件开发环境，组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。
MCGS 通用版组态软件主要完成通用工作站的数据采集和加工，实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等日常性监控事务。
对工作站软件的要求主要是系统稳定可靠，能方便的代替大量的现场工作人员的劳动和完成对现场的自动监控和报警处理，随时或定时的打印各种报表。
由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。
采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了。
随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展,人们对自动化监控系统的需求越来越大, 要求越来越高。
MCGS 液位控制
摘要在现代化工业生产中，液位是控制系统的重要被控量，在石油、化工、环保、水处理、冶金等行业尤为重要。
在工业生产过程自动化中，常常需要对某些设备和容器的液位进行测量和控制。
本文的目的是设计双容水箱液位串级控制系统。
针对双容水箱普遍存在的容积延迟问题和传统PID单回路控制难于达到控制要求的特点，提出了基于串级技术和PLC控制器的双容水箱液位控制系统。
采用西门子S7-200系列PLC控制器作为主控制器，选择PID 控制作为主控制策略，通过PLC、MCGS软件组态实现了双容水箱液位的高精度控制和实时显示。
实验结果表明：该控制系统具有静态精度高、自适应能力强、可靠性好、抗扰动性强的特点，大大提高了水箱液位的控制质量。
关键词：双容水箱；串级控制；PLC；PID控制；MCGSAbstractIn modern industrial production, the level is an important amount which is charged in the petroleum, chemical, environmental protection, water treatment, metallurgy and other industries. The level of certain equipment and containers is always needed to measure and control in some automation of industrial processes. The purpose of this thesis is to design the liquid level’s concatenation control system of the double capacity water tank. Aiming at the problem ofcapacious-lags in double-tanks，it was hard for the traditional PID control to the high stable constant requirements and cascade controlling could solve them. The Siemens S7-200 as the main controller. Select PID control as the main control strategy，PLC and MCCS was designed according to the mathematical model of double tank. The results show that the control system has the characteristics of static accuracy，adaptability，reliability，and ant interference，and good effects are achieved by this controller in the double-tanks.Key words: double-tanks; cascade control; PLC; PID control; MCGS目录1 绪论1.1选题的目的与意义生产与生活的自动化是人类长久以来所梦寐以求的目标，在18世纪自动控制系统在蒸汽机运行中得到成功的应用以后，自动化技术时代开始了。
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计液位控制系统是一种用于监测和控制液体在容器中的水平高度的技术。
在工业领域中，液位控制系统被广泛应用于仓储、化工、石油、生物工程等领域。
随着MCGS（Master Control & Graphic System）组态编程技术的发展，液位控制系统的设计变得更加简单和灵活。
液位控制系统一般由传感器、控制器、执行器等组成。
传感器可以监测液位的变化，并将信号传输给控制器。
控制器根据传感器的信号来判断液位的高低，并通过执行器来实现对液位的控制。
在MCGS组态编程的液位控制系统设计中，首先需要进行硬件的连接和配置。
将传感器、控制器和执行器按照系统要求连接起来，并在MCGS软件中对其进行配置和初始化。
该步骤通常需要一定的硬件和软件知识。
接下来，需要在MCGS软件中进行系统界面的设计。
通过MCGS的图形化界面设计工具，可以轻松地创建系统的监控界面。
在液位控制系统中，可以设计一个仪表盘，显示当前液位的数值和状态。
同时，还可以设计一个趋势图，记录液位的历史变化。
通过这些界面，操作员可以直观地了解液位的实时情况。
在系统界面设计完成后，接下来需要进行程序的编写。
MCGS提供了丰富的编程功能，可以通过简单的拖拽和连接来实现各种逻辑控制。
在液位控制系统中，可以根据液位传感器的信号来判断液位的高低，并根据设定的阈值来控制执行器的动作。
例如，当液位超过高阈值时，执行器关闭进水阀门；当液位低于低阈值时，执行器打开排水阀门。
通过这样的逻辑控制，可以实现对液位的稳定控制。
在实际应用中，液位控制系统不仅要求准确可靠，还需要具备一定的安全性。
因此，在设计过程中，需要考虑到各种故障和异常情况的处理。
例如，当传感器故障时，控制器应能够发出警报并采取相应的控制措施；当执行器故障时，控制器应能够及时检测到并进行报警。
总之，基于MCGS组态编程的液位控制系统设计，可以使系统的设计和调试更加简单和灵活。
基于MCGS的双容水箱液位监控系统设计
基于MCGS的双容水箱液位监控系统设计摘要：水箱液位监控是工业自动化领域中的重要问题之一，尤其对于双容水箱的监控问题更为突出。
本文以MCGS为平台，设计了一套基于PLC的双容水箱液位监控系统，实现了水位的实时监测和提醒功能。
通过对实验结果的分析，证明了系统的正确性和稳定性。
关键词：双容水箱液位监控、MCGS、PLC、实时监测、提醒功能Abstract:Water tank level monitoring is one of the important problems in the field of industrial automation. Especially for the monitoring of double container water tanks, the problem is more prominent. In this paper, based on MCGS platform, a set of double container water tank level monitoring system based on PLC is designed, which realizes real-time monitoring and reminder functions of water level. Through the analysis of experimental results, the correctness and stability of the system are proved.Keywords: double container water tank level monitoring, MCGS, PLC, real-time monitoring, reminder function1、引言随着工业自动化的发展，液位监测系统在工业生产中扮演了越来越重要的角色。
基于MCGS的水位控制系统的设计
目录1 MCGS组态软件介绍 (1)1.1 什么是MCGS组态软件 (1)1.2 MCGS的主要特点和基本功能 (1)1.3 MCGSS组态软件的系统构成 (3)1.4 MCGS组态的五大组成部分 (5)2 水位控制系统的设计 (5)2.1 建立一个新工程 (5)2.1.1 建立一个新工程 (5)2.1.2 设计画面流程 (7)2.2 让动画动起来 (8)2.2.1 定义数据变量 (8)2.2.2 动画连接 (9)2.2.3 编写控制流程 (12)2.3 报警显示与报警数据 (14)2.3.1 定义报警 (14)2.3.2 报警显示 (14)2.3.2 报警数据 (15)2.3.3 修改报警值 (16)2.3.4 报警动画 (18)3 报表输出 (18)3.1 实时报表 (18)3.2 历史表报 (20)4 曲线显示 (21)4.1 实时曲线 (21)4.2 历史趋势 (22)1 MCGS组态软件介绍1.1 什么是MCGS组态软件MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。
1.2 MCGS的主要特点和基本功能MCGS的主要特点和基本功能如下：简单灵活的可视化操作界面。
MCGS采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求，以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS的组态工作既简单直观，又灵活多变。
用户可以使用系统的缺省构架，也可以根据需要自己组态配置，生成各种类型和风格的图形界面，包括DOS风格的图形界面、标准Windows风格的图形界面以及带有动画效果的工具条和状态条等。
基于MCGS的双容水箱液位监控系统设计(62页)
基于的双容水箱液位监控系统设计专业班级学生姓名袁超伟指导老师基于的双容水箱液位监控系统设计摘要监控组态软件是面向监控与数据采集的软件平台工具，利用它可以快速、方便的构造和生成上位机监控系统，极大的缩短工业监控软件的开发周期，提高开发效率。
随着信息化速度的加快，监控组态软件将发挥越来越重要的作用。
本文首先对国内外的组态软件的现状和发展进行了介绍，论述了工业过程监控组态软件的基本工作原理，然后以双容水箱监控系统为例，详细介绍了基于昆仑通态( )的系统监控软件的组态思路和方法。
结合课题的需求，设计了本系统的组态式监控软件，完成了图形界面、趋势图、报表设计、变量设置及报警界面等模块的功能设计，并对与下位机的联接通讯进行了研究，最后，对设计的监控组态软件进行了测试和运行，整个系统人机对话方便，系统构成灵活，验证了所设计的监控软件的有效性。
关键词：组态软件双容水箱监控系统. , . , . ,.. . ( ) . , . , , , . . ,. , . . . .：, , ,目录1.绪论............................................................................... 错误！未指定书签。
1.1课题研究的背景和意义........................................ 错误！未指定书签。
1.1.1 组态软件的概念............................................ 错误！未指定书签。
1.1.2 组态软件的组成、功能和特点.................... 错误！未指定书签。
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1.1.4 组态软件的发展趋势.................................... 错误！未指定书签。
基于MCGS的液位控制系统设计
第1章系统总体方案选择在工业生产过程中，液体贮槽设备如进料罐、成品罐、中间缓冲容器、水箱等应用十分普遍，为保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡，因此工艺要求贮槽内的液位需维持在某个给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出，要求设计一个液位控制系统。
对分析设计的要求，生产工艺比较简单要求并不高，所以采用单回路控制系统进行设计。
单回路控制系统又称简单控制系统，是指由一个被控系统、一个检测元件及变送器、一个调节器和一个执行器所构成的闭合系统。
单回路控制系统是最简单、最基本、最成熟的一种控制方式。
单回路控制系统根据被控量的系统、液位单回路控制系统等。
1.1 被控参数的选择根据设计要求可知，水箱的液位要求保持在一恒定值。
所以，可以直接选取水箱的液位作为被控参数。
1.2 控制参数的选择影响水箱液位有两个量，一是流入水箱的流量。
二是流出水箱的流量。
调节这两个流量的大小都可以改变液位高低，这样构成液位控制系统就有两种控制方案。
对两种控制方案进行比较，假如系统在停电或者失去控制作用时，第一种通过控制水箱的流入量的方案将出现的情况是：水箱的水将流干；第二种通过控制水箱的流出量的方案则会形成水长流或者水溢出的情况，因此，选择流入量作为控制参数更加合理。
1.3 调节阀的选择在工程中，当系统的控制作用消失时，如果调节阀没有关闭则会造成水的浪费甚至出现事故，因此，需要关闭调节阀。
故选择电动气开式调节阀。
1.4 控制规律的选择一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。
比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。
比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。
基于MCGS的水箱液位串级控制实验
综合实验报告综合实验名称自动控制系统综合实验题目基于MCGS的水箱液位串级控制实验指导教师设计起止日期 2011年12月22日～12月31日系别自动化学院控制工程系专业自动化学生姓名班级 学号成绩目录一、综合实验的目的 (2)二、实验前的准备及安全操作规程 (2)三、综合实验内容要求 (2)四、自选项目介绍： (3)（一）、实验目的 (3)（二）、实验设备 (3)（三）、实验原理 (3)（四）、实验内容与步骤 (4)五、实验装置介绍 (5)（一）、被控对象 (5)（二）、检测装置 (6)（三）、执行机构 (7)（四）、实验控制台 (7)（五）、实验挂件 (8)（六）、常规仪表侧控制对象总貌图： (10)（7）调节器参数的整定方法 (10)（一）经验法 (11)(二)临界比例度法 (11)（三）衰减曲线法（阻尼振荡法 (12)六、软件介绍 (13)一、MCGS组态软件 (13)二、R EMO DAQ8000-9000软件 (13)三、A DV ANTECH D EVICE M ANAGER软件 (13)四、应用MCGS组态软件做的实验工程 (14)五、智能调节仪的认识 (14)（一）、智能调节仪的功能及作用： (14)（二）、智能调节仪的参数和使用： (14)(三)、智能调节仪的常用功能： (14)七、系统模块设计 (15)（一）、系统硬件设计框图与元器件选择 (15)（二）、系统软件功能模块设计图 (17)1、控制系统的设计 (17)2、系统的组态设置 (18)3、修改通讯串口号和通讯地址并设置相关属性 (19)（2）实时数据库设置 (21)（3）组态策略设置 (22)4、工程整定 (23)八、思考题 (23)九、课设总结 (24)十、参考文献 (24)一、综合实验的目的自动控制系统综合实验是在完成了自控理论，检测技术与仪表，过程控制系统等课程后的一次综合训练。
要求同学在给定的时间内利用前期学过的知识和技术在过程控制实验室的现有设备上，基于mcgs组态软件或wincc组态软件设计一个监控系统，完成相应参数的控制。
基于MCGS双容水箱的液位控制系统的设计
本科毕业设计论文题目基于MCGS的双容水箱液位控制系统的设计系别电气与信息工程专业自动化班级学号********学生姓名******指导老师******目录摘要 (5)ABSTRACT (6)第1章前言 (7)1.1 课题研究意义 (7)1.2过程控制介绍 (7)1.3液位串级控制系统介绍 (9)1.4主要研究内容 (10)第2章被控对象的数学模型 (12)2.1建立单回路控制系统数学模型 (12)2.2阶跃响应曲线法建立双容水箱 (145)第3章系统控制方案的设计与仿真仿真 (19)3.1 系统控制方案设计 (19)3.1.1 PID控制系统 (19)3.1.2 系统控制方案设计 (22)3.2 控制系统仿真 (28)3.2.1 软件介绍 (28)3.2.2 软件仿真 (29)第4章组态软件的系统设计与结果分析 (33)4.1 MCGS组态软件介绍 (33)4.2 MCGS软件工程组态 (34)4.3 计算机过程控制系统调试运行 (41)第5章结论 (45)致谢 (46)参考文献 (47)目录Abstract摘要本论文的目的是设计双容水箱液位串级控制系统。
在设计中充分利用自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术和自动控制技术，以实现对水箱液位的串级控制。
首先对被控对象的模型进行分析，并采用实验建模法求取模型的传递函数。
其次，根据被控对象模型和被控过程特性设计串级控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析。
然后，设计并组建仪表过程控制系统，通过智能调节仪表实现对液位的串级PID控制。
最后，借助数据采集模块﹑MCGS组态软件和数字控制器，设计并组建远程计算机过程控制系统，完成控制系统实验和结果分析。
关键词：液位模型PID控制串级控制系统仪表过程控制系统计算机过程控制系统摘要AbstractThe purpose of this thesis is to design the liquid level's concatenation control system of the double capacity water tank. This design makes full use of the automatic indicator technique ﹑the computer technique﹑the communication technique and the automatic control technique in order to realize concatenation control of water tank's liquid. First, I carry out the analysis of the controlled objects' model, and use the experimental method to calculate the transfer function of the model .Next, I Design the concatenation control system and use the dynamic simulation technique to analyze the capability of control system. Afterwards, I design and set up the indicator process control system, realize PID control of the liquid level with intelligence indicator. Finally, I design and set up the long distance computer control system in virtue of the data collection module ﹑MCGS soft and digital PID controller，accomplish control system experiment and analyze the outcome.Keywords:Liquid level ，Model PID control ，Cascade control system ，Indicator process control system ，Computer process control system西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）第1章前言1.1 课题研究意义人们生活以及工业生产经常涉及到液位和流量的控制问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水的供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业的生产加工过程，通常要使用蓄液池。
MCGS组态软件在双容水箱液位监控系统设计中的应用
163机电技术应用Application of Mechanics-electronics TechnologyMCGS 组态软件在双容水箱液位监控系统设计中的应用张令超，王恒强，秦补枝，徐 壮，罗 元（南京科技职业学院，江苏 南京 210048）摘 要：MCGS 是一种数据采集与监视控制（SCADA）专用的组态软件。
文章针对双容水箱装置，采用MCGS 组态软件，按串级控制策略，设计易于操作的上位机监控画面，实现管理和控制。
该系统能使学生结合专业知识进行理论上的创新，并锻炼其动手实践能力。
关键词：MCGS 组态软件；双容水箱；液位监控系统；串级控制；研华板卡中图分类号：TP273 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2020）12-0163-01——————————————基金项目： 江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目“基于MCGS 组态软件的水箱液位监控系统设计与实现”（201812920004Y）作者简介： 张令超（1998—），男，江苏连云港人，大专，研究方向：工业过程自动化。
1 液位控制装置工艺说明和控制方案选择该套液位控制装置由两部分组成：工艺设备和自动化仪表。
设备具体有蓄水池，上、下水箱，泵，以及所需管路。
自动化仪表包括液位测量仪、流量变送器，调节阀和监控计算机等组成部分[1]。
系统的液位、流量测量信号，通过研华1713板卡进行实时采集，在上位机监控界面上实时显示出液位和流量等的测量值。
工艺指标要求对下水箱液位实现控制。
为了提高控制质量和克服容量滞后的影响，采用串级控制方案。
其中，下水箱液位L 2作主参数，上水箱液位L 1作副参数，LRC102主控制器的输出作为LRC101副控制器的设定值信号。
LRC101副控L 1测量值和来自LRC102主控制器的设定值信1711板卡产生控制信号实时控[2-3]。
液位控制装置工艺数量1个，规格68针脚。
4）上位机：数量1台，安装运行MCGS 监控软件。
基于MCGS的双储液罐双水位控制系统的设计
V ol .32N o.5M ay 2016赤峰学院学报(自然科学版)J our nalofChi f eng U ni ver s i t y (N at ur alSci ence Edi t i on )第32卷第5期(下)2016年5月基于M CG S 的双储液罐双水位控制系统的设计汪珺(合肥学院机械系,安徽合肥230062)摘要:组态软件M C G S 具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点.通过与其他相关的硬件设备结合,可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备.利用组态软件实现双储液罐双水位控制系统的设计,可监控水位,设定水位使系统自动运行,充分体现了现代工业高效集中的特点.关键词:组态软件M C G S ;双储液罐;控制系统中图分类号:TH 122文献标识码:A文章编号:1673-260X (2016)05-0165-021引言传统的双储液罐水位控制系统普遍采用继电器控制技术,由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制,使控制系统的体积增大,耗电多,效率不高且易出故障.随着计算机控制技术的发展,传统继电器控制技术必然被基于计算机技术而产生的组态控制技术所取代.组态技术充分利用了W i ndows 图形功能完备、界面一致性好的的特点,比以往的工业控制系统更具有通用性,在自动化领域有更广泛的应用[1].而且组态技术本身优异的性能使基于组态控制的水位控制技术系统变得经济、高效、稳定且维护方便.这种水位控制系统对改造传统的继电器控制系统具有相当的意义.建立快速稳定的数据传输通道,保证水位数据信息的实时性和准确性保证系统能够高度可靠地实施和运行.在保障水位测量功能的基础上,优化系统,降低系统费用.用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统,如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块,无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备.2系统的工作原理及控制要求2.1双储液罐双水位控制系统的工作原理压力变送器将储液罐的水位经采集模块后,转换为1~5V 的电压信号或是4~20m A 的电流信号送入工控机,计算机利用工业组态软件(M C G S )对控制系统进行组态,编写控制算法完成相应的控制策略,同时对采集的数据进行计算、处理、显示,然后经模拟量输出通道输出控制量,去控制集成移相调控晶闸管交流模块来实现水位的调节与控制,从而实现水位连续控制使其稳定在设定值.从控制系统的角度来看,它构成了一个闭环的计算机控制系统,以水位偏差及偏差的变化率为输入变量来实现水位的自动控制.2.2系统的工艺过程及控制要求2.2.1系统组成被控对象由上下两个储液罐组成,上、下储液罐的水位和温度分别经过2个扩散硅压力变送器和温度变送器检测后变成4~20m A 信号输出给计算机.水位控制通过4个阀门,1个水泵进行.系统组成如图1所示:2.2.2系统信号流向温度、液位3路模拟信号经变送器转换成4~20m A 信号后,经250Ω电阻转换成1~5V ,分别送显示仪表和计算机.进计算机前,信号先经PCLD -9138端子板送入PC L-818L ,经A /D 转换后,被计算机采集到.根据采集到的信号情况,计算机输出控制信号给PCL-818L ,在经过PC LD -780端子板送给74LS07驱动中间继电器,使其得电后控制各电磁阀和泵的通断.信号检测电路如下图2所示:2.2.3系统控制要求(1)对上下两储液罐水位的检测;(2)将上下储液罐的水位控制在给定值,给定值运行中收稿日期:2016-01-24基金项目:2015年安徽省高等学校自然科学研究一般项目:《基于虚拟仪器的击球机器人研究》(K J 2015B 1105914);2016年度合肥学院优秀青年人才支持项目:《基于振动与噪声分析的顶煤放落程度检测关键技术研究》(16Y Q 10R C );高校优秀青年人才支持计划重点项目:《基于PX I Expr es s 技术的远程网络虚拟仿真测试实验平台及教学研究》(gxyqZ D 2016277)图1双储液罐双水位控制系统组成图图2信号检测电路图165--. All Rights Reserved.在画面上人工输入;(3)对上下储液罐的温度进行检测,并输出到显示仪表;(4)当水温太低时发出报警信号,并生成报表显示.2.2.4系统水位检测与控制由于静压力P=pgh,因此可以将水位检测量转换压力测量.可以选择两个扩散硅压力变送器,将它们直接安装在水罐底部,进行水位测量,它们可将水位信号转换成国际标准信号4~20m A 或0~5V 输出.扩散硅压力变送器输出0-5V ,电气连接线路如图3所示:水位调节通过对循环泵、上下罐进水阀、是上下罐排水阀的通断控制实现.控制方法如下:(1)上下水罐液位和低于给定总值时,停止一切排水,由外路进水.(2)上下水罐液位和高于给定总值时,停止一切进水,向外路排水.(3)上下水罐液位和等于给定总值时,不与外路交换:下罐液位值小于下液位给定值则由上罐排水给下罐;下罐液位值大于下液位给定值则上罐进水;下罐液位值等于下液位给定值则所有阀关闭.以上控制特点是水交换尽量在两罐之间进行,这样有利于节水.3系统软件设计3.1系统数据对象定义打开M C G S 实时数据库,根据表1添加实时变量.3.2M CG S 界面制作双击双储液罐双水位监控系统窗口,打开工具箱,从对象元件库插入元件:循环泵、上罐进水阀、上罐排水阀、下罐进水阀、下罐排水阀、扩散硅压力变送器、温度变送器、电加热器,并使用标签标出各元件.通过流动块工具在循环泵、下水罐、上水罐、上罐进水阀、上罐排水发、下罐进水阀、下罐排水阀之间画流动块.通过滑动输入器实现水罐水量控制;通过标签构件实现水量、温度的显示;通过报警显示构件实现报警实时显示;通过输入框构件实现上下罐液位给定值及温度给定值.完成后的M CG S 界面如图4所示.3.3动画连接(1)滑块动画设置:确定滑动块指向、主划线数目、对应数据对象名称和对应值,实现水罐水量控制;(2)液位实时显示动画设置、液位升降动画设置:实现储液罐水位随液位值变化;(3)设置循环泵、阀门的启停效果:在可见度页,将表达式设置为:循环泵,当表达式非零时,对应图符可见;(4)电加热器指示灯的动画设置:实现储液罐内温度控制;(5)管道流动变化动画设置:当加入和排出液体时,管道里液体和气体会随之流动;(6)报警显示构件动画设置:实现报警实时显示.3.4报表输出报表输出主要包括:1个标题(双储液罐双水位控制系统数据显示)、2个注释标签(实时报表、历史报表)、2个报表(实时报表、历史报表).实时报表用于将当前时间的数据变量按一定报告格式显示和打印出来;历史报表通常用于从历史数据库中提取数据记录,并以一定的格式显示历史数据.4结束语本系统基于组态软件设计控制,能够实现对两水罐的水位、温度进行检测并将下水罐和上水罐液位都控制在给定值,运行中应能人工输入给定值,并具有水位手动控制和自动控制功能.实现具有生产流程显示、温度、上下液位指示、计算机手动控制等功能和报警画面,报表、实时趋势曲线、历史趋势曲线画面.这种水位控制系统对改造传统的继电器控制系统具有相当的意义,它能够建立快速稳定的数据传输通道,保证水位数据信息的实时性和准确性保证系统能够高度可靠地实施和运行.———————————————————参考文献:〔1〕袁秀英.组态控制技术[M ].北京:电子工业出版社,2003.〔2〕马国华.监控组态软件及其应用[M ].北京:清华大学出版社,2003.〔3〕许志军.工业控制组态软件及应用[M ].北京:机械工业出版社,2005.〔4〕廖常初.可编程控制器应用技术第三版[M ].重庆:重庆大学出版社,1998.〔5〕张文明,刘志军.组态软件控制技术[M ].北京:清华大学出版社,2006.图3扩散硅压力变送器的电气连接线路图变量名称类型初值变量名称类型初值电加热器开关型0设定温度数值型20定时器开关型0时间到开关型0定时器复位开关型0下罐进水阀开关型0定时器启动开关型0下罐排水阀开关型0计时时间数值型0下罐液位数值型0上罐进水阀开关型0下液位给定值数值型0上罐排水阀开关型0下液位下限开关开关型0上罐液位数值型0下液位上限开关开关型0上液位给定值数值型0循环泵开关型上液位上限开关开关型0液罐水温数值型20表1双储液罐双水位监控系统变量分配表图4双储液罐双水位监控系统主界面图166--. All Rights Reserved.。
基于MGCS的双容液位控制系统研究
题目：基于MCGS的双容液位控制系统研究目录1绪论 (2)1.1课题的提出 (2)1.2液位控制器的特点及作用 (2)1.2.1液位控制器的特点 (2)1.2.2液位控制器的作用 (2)1.3液位控制的意义及发展前景 (2)2 THSA-1型过控综合自动化控制系统简介 (3)2.1 概述 (3)2.2 系统总体说明 (3)2.2.1被控对象 (4)2.2.2检测装置 (5)2.2.3执行机构 (6)2.3系统实验平台 (6)2.3.1控制屏组件 (6)2.3.2智能仪表控制组件 (7)3 MCGS组态软件的介绍 (9)3.1 什么是MCGS组态软件 (9)3.2 MCGS组态软件的系统构成 (10)3.3 MCGS组态软件的功能和特点 (10)3.4 MCGS组态软件的工作方式 (11)3.5本章总结 (12)4 双容液位控制系统分析 (12)4.1 基于MCGS的双容液位控制实验原理 (12)4.2基于MCGS的双容液位控制系统建模 (13)4.3 实验内容与步骤 (15)4.4 基于MCGS的双容液位控制系统实验截图 (16)4.5 实验结论 (18)5 系统的PID参数整定 (19)5.1 PID概述 (19)5.2 控制器参数整定 (19)5.3 PID参数的确定 (20)5.3.1选择参数 (20)5.3.2实验凑试法 (20)5.3.3整定比例控制 (21)5.3.4整定积分环节 (21)5.3.5整定微分环节 (21)5.4 系统特性测试 (22)5.5本章小结 (22)6 基于MCGS的双容液位控制系统研究结论 (23)6.1双容液位控制系统的特点 (23)6.2将来可能改进的方法 (23)参考文献： (24)谢辞................................................. 错误！未定义书签。
基于MCGS的双容液位控制系统研究摘要：在化学工业生产中，液位控制是一项非常重要的环节。
双容水箱液位监控系统组态设计
课程设计报告双容水箱液位监控系统工控系统监控程序设计双容水箱液位监控系统组态设计成绩设计题目课程名称摘要本课程设计运用工业监控系统组态软件（MCGS）,结合一个自动控制系统，完成该控制系统地上位机监控系统组态设计 .使学生掌握监控软件地设计和编程方法，得到计算机监控系统程序设计与调试,以及编写设计技术文件地初步训练.为从事计算机控制方面地工作打下一定基础.本课程设计要求运用工业监控系统组态软件（MCGS），结合一个双容水箱液位监控系统，完成该控制系统地上位机监控系统组态设计 .主界面中有二个储藏罐,它们在本设计中只是作为容器.在主界面中还有二个调节阀和一个水泵，二个调节阀门分别是控制两水罐液位和用户用水，水泵控制水罐 1 液位 .当我们启动系统后进入主界面我们首先在手动状态下按动启动按钮，然后水罐 1 和水罐 2 中地水位能根据“水泵”和“出水阀”地开闭状况自动合理变化，待系统稳定后，手动调节出水阀，系统再次自动合理变化 .期间画面也能显示出水罐 1 和水罐 2 液位变化地数值，并且管道也能模拟液体地流动 .并且在主界面中也能直接观察实时曲线，查看系统地稳定情况.当我们要观察历史数据、历史曲线和报警信息时，只需点击窗口左上方对应窗口即可.若要退出系统，只需点击窗口右下方地退出就会退出运行系统 .关键词：双容水箱；液位；水罐；报警AbstractThis course design using industrial monitoring and control system configuration software (MCGS), combining with an automatic control system, complete the PC monitoring system configuration of thecontrol system design. Enable students to master the design of monitoring software and programming method of computer monitoring and control system programming and debugging, technical documents and write design of initial training. To work in the computer control to lay a certain foundation. This course design requires use of industrial monitoring system configuration software (MCGS), combined with a double let water tank liquid level monitoring system, complete the PC monitoring system configuration of the control system design. The main screen has two tanks, they just as a container in this design. In the main interface as well as two regulating valve and a water pump, two regulating valves are respectively two water tank liquid level and user control, water pump control water tank liquid level 1. When we start the system last in capturing the interface we first in manual state, press the start button, and then water tank 1 and the water level in tank 2 can according to the "water pump" and "water" reasonable change of automatic open and close condition of the stay system stabilized, manually adjust the water valve, reasonable system again automatically change. During the screen can show the water tank 1 and 2 level changes of numerical POTS, and can simulate the flow of the liquid pipe. And in the main interface can be directly observed in real time curve, check the system stability. When we watch the historical data, historical curve and alarm information, just click the upper left window corresponding to the window. If you want to exit the system, simply click on the window to the right exit will exit the operation system.Key words: double let water tank 。
基于MCGS的双容水箱液位监控系统设计 开题报告
毕业设计开题报告题目：基于MCGS的双容水箱液位监控系统设计学生姓名：学号：专业：测控技术与仪器指导教师：2014年04月23日1．文献综述1.1 液位控制系统的研究与应用背景及现状人们生活以及工业生产经常会涉及到水箱液位控制的问题，例如锅炉，食品加工，居民生活用水，污水处理等，在这个过程中仅仅靠人工来调节是远远不够的。
为了解决人工控制的控制准度低、控制速度慢、灵敏度低等一系列问题。
从而现在就引入了工业生产的自动化控制。
在自动化控制的工业生产过程中，一个很重要的控制参数就是液位。
一个系统的液位是否稳定，直接影响到了工业生产的安全与否、生产效率的高低、能源是否能够得到合理的利用等一系列重要的问题。
随着现在工业控制的要求越来越高，一般的自动化控制已经也不能够满足工业生产控制的需求，所以就又引入了可编程逻辑控制既PLC。
引入PLC使控制方式更加的集中、有效、更加的及时。
多容水箱液位控制系统是集计算机技术、自动化仪表技术、通信技术、自动控制技术为一体的多功能实验装置。
它的特点包括：结构简单、观察直观、组态灵活等。
基于以上的特点在该系统平台可以实施和开发各种相异的控制方案。
国内外许多学者和工程技术人员基于该类装置做出了重要的研究报告，验证了重要的理论成果和指导生产实践[7]。
1.3 双容水箱液位控制系统的工作原理控制系统如图１所示，采用单回路控制系统，实现对水箱液位（下水箱的液位H）的恒定控制。
当通过一旁通管道往上水箱注水或下水箱注水时，即给系统加入了干扰1或干扰2。
此时，下水箱的水位就会增加，从而偏离给定值（设定为15cm)。
液位检测变送器将信号转变为电信号（4-20mA）送入PLC中。
控制器PLC通过内部A/D模块将模拟信号转换为数字信号,再经过内部PID运算,输出模拟控制信号给电动执行器。
电动执行器在PLC的输出信号控制下，改变阀门的开度，从而调节流进上水箱的水流量，实现对水位的恒定调节，双容水箱液位控制的方块原理图如图2所示[1]。
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：摘要应用组态软件设计一个仿真实验监控系统,实现对实际工程问题的过程控制,现在我们的具体问题是实现对水箱液位过程控制。
为了能设计一个解决实际工程问题的仿真实验监控系统,我们可以基于各种组态软件来设计这个仿真平台.而MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点,它可以快速构造和生成上位机监控系统,并可稳定运行于多种操作系统.。
以MＣGS组态软件为开发平台,设计一个仿真实验监控平台来实现对实际工程问题的控制.不仅能对水箱的液位进行监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。
为了能够很好的实现对水箱液位控制系统的仿真,综合考虑多方面的因素,本文将用MCGS组态软件设计一个仿真实验监控平台来对其进行实时控制.具体地,要将MCGS组态软件实现此方案。
在该系统中,利用MＣGＳ组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作，完成仿真实验监控平台的设计,最终达到对水箱液位实时监控，实验数据采集,报表的输出和数据的同步显示。
关键词：MCGS组态软件;液位系统；仿真实验ﻬＡbstｒacｔTｏdeｓigｎa simulaｔｉon ｅxｐｅrimeｎt monｉｔｏrinｇpｌａｔfｏrm wit ｈapplicatｉoｎconfigｕraｔion soｆｔｗaｒｅ,realiｚing ｔhe acｔualｅnｇiｎeeｒiｎg ｐroblemｓｏｆprｏceｓs ｃoｎtrol, currently, our cｏncreｔｅｐrｏｂle ｍis to ａchieｖe tｈe tｅｍperａture of ｔhｅboiler aｎd ｗaｔer ｔaｎk levｅl ｐroｃess coｎｔrol.Ｉｎｏrdeｒｔｏbｅａｂｌｅto soｌve rｅal eｎginｅeｒing proｂlｅmｓto desigｎa sｉmulａtion experiｍeｎt moniｔorｉng ｐlatｆorm, we can base oｎa ｖａriety ｏｆconfiｇuｒatioｎsofｔwａｒe to dｅsign this simｕlation platform.Ｔhe MＣGS configuｒationｓoftwareｈａs simple oｐeratioｎ,perfｅct ｖisibility, stroｎｇmainｔａinabilｉtｙ, higｈperformanｃｅand ｏther saｌient feａｔuｒes．It ｃaｎconsｔｒucｔａnd generａte host ｃomｐuｔer ｍonｉtｏring ｓyｓtｅm ｑuｉｃkly, aｎd caｎbｅrun on difｆerent kinds of opｅｒating systｅｍｓｓteadiｌy．Wｉth MCGS configurａtiｏn softwarｅdeｖelｏpmeｎt ｐｌaｔform, deｓign ｉnｇ a siｍulatioｎexpｅrimｅnt mｏｎｉｔor platfｏｒｍtｏacｈievｅthe ｐrocess coｎtrｏl ｏf thｅactual engｉnｅerｉnｇproｂlemｓ.Not onｌy cａn mo ｎiｔor theｌevelｏｆthe water ｔankａnd tｈｅtｅmpｅrａtuｒe of the ｂo ｉler, gaｔｈｅring the eｘｐeriment data and establiｓｈing eｘpｅrｉmenｔreｐoｒts，buｔalｓo can do the oｆｆ-linｅsiｍuｌationｅxｐeriment, ｓimｕlａｔiｏn ｃｏｎtrol.In ｏrder to controｌｔhe water tank leveｌand ｔhｅｗａterｔｅｍperａture of boiler well. Takｅa ｃomprｅheｎsiｖe cｏnsidｅratioｎon ｖarｉous fａctors; t ｈis artiｃｌｅｗill dｅsign ａsimulatiｏn eｘｐｅｒｉmｅnｔmｏｎｉtｏｒing pl ａtｆorm with MCGS ｃoｎｆigｕｒation sofｔwａｒe to ａchiｅｖe ｔhe reaｌ-time ｃontrol for thｉｓｓｙｓtem. Sｐecificalｌｙ, ｗe shｏuld uｓe ＭCGSｃoｎfｉguratiｏn soｆtwａre tｏiｍｐleｍｅｎt tｈis prｏgraｍ. Iｎthｉs ｓyｓtem，ｒｅaliｚinｇｔｈe data acqｕｉsitiｏｎ，cｏntｒｏlling iｎfoｒmation outｐut,aｓｗell as theｈumａｎ-ｍacｈiｎeｉnteracｔion byｔhｅMCGS cｏnｆｉguraｔｉon sｏｆtware, and ａccoｍplｉshｉngｔhe deｓign of tｈeｓimulation exｐeｒimｅｎｔmonitorｉｎg plａtform, ｗhiｃh ｃan to achiｅve the leｖel of ｔhe water tａnk and the wａｔeｒtempeｒａture of the ｂoilｅr iｎreal-ｔime moｎiｔｏｒing，ｅｘperimentaｌdata colleｃtion,repｏrｔｆｏｒms ofｔhe outｐut and sｙncｈronizeｄcｕｒｖe ｄｉsplay ultimatｅｌy.Kｅy Words: MCGS configuｒatiｏn sofｔwaｒｅ; ｌiｑuｉｄlevel ｓyｓteｍ; s ｉmｕlａtion experiment目录1ﻩ绪论 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。
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本科毕业设计论文题目基于MCGS的双容水箱液位控制系统的设计系别电气与信息工程专业自动化班级801 学号********学生姓名******指导老师******2012年06月目录目录摘要 (5)ABSTRACT (6)第1章前言 (7)1.1 课题研究意义 (7)1.2过程控制介绍 (7)1.3液位串级控制系统介绍 (10)1.4主要研究内容 (10)第2章被控对象的数学模型 (13)2.1建立单回路控制系统数学模型 (13)2.2阶跃响应曲线法建立双容水箱 (155)第3章系统控制方案的设计与仿真仿真 (19)3.1 系统控制方案设计 (19)3.1.1 PID控制系统 (19)3.1.2 系统控制方案设计 (23)3.2 控制系统仿真 (28)3.2.1 软件介绍 (28)3.2.2 软件仿真 (29)第4章组态软件的系统设计与结果分析 (33)4.1 MCGS组态软件介绍 (33)4.2 MCGS软件工程组态 (34)4.3 计算机过程控制系统调试运行 (42)第5章结论 (45)致谢 (46)参考文献 (47)西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）摘要摘要本论文的目的是设计双容水箱液位串级控制系统。
在设计中充分利用自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术和自动控制技术，以实现对水箱液位的串级控制。
首先对被控对象的模型进行分析，并采用实验建模法求取模型的传递函数。
其次，根据被控对象模型和被控过程特性设计串级控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析。
然后，设计并组建仪表过程控制系统，通过智能调节仪表实现对液位的串级PID控制。
最后，借助数据采集模块﹑MCGS组态软件和数字控制器，设计并组建远程计算机过程控制系统，完成控制系统实验和结果分析。
关键词：液位模型PID控制串级控制系统仪表过程控制系统计算机过程控制系统AbstractAbstractThe purpose of this thesis is to design the liquid level's concatenation control system of the double capacity water tank. This design makes full use of the automatic indicator technique ﹑the computer technique﹑the communication technique and the automatic control technique in order to realize concatenation control of water tank's liquid. First, I carry out the analysis of the controlled objects' model, and use the experimental method to calculate the transfer function of the model .Next, I Design the concatenation control system and use the dynamic simulation technique to analyze the capability of control system. Afterwards, I design and set up the indicator process control system, realize PID control of the liquid level with intelligence indicator. Finally, I design and set up the long distance computer control system in virtue of the data collection module ﹑MCGS soft and digital PID controller，accomplish control system experiment and analyze the outcome.Keywords:Liquid level ，Model PID control ，Cascade control system ，Indicator process control system ，Computer process control system第1章前言第1章前言1.1 课题研究意义人们生活以及工业生产经常涉及到液位和流量的控制问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水的供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业的生产加工过程，通常要使用蓄液池。
蓄液池中的液位需要维持合适的高度，太满容易溢出造成浪费，过少则无法满足需求。
因此，需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量，使得蓄液池内液位保持正常水平，以保证产品的质量和生产效益。
这些不同背景的实际问题都可以简化为某种水箱的液位控制问题。
因此液位是工业控制过程中一个重要的参数。
特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的生产效果。
通过进行了多次的实验得出了一些相关的数据，水箱液位控制系统的设计应用非常广泛，可以把一个复杂的液位控制系统简化成一个水箱液位控制系统来实现。
由于液位检测应用领域的不同，性能指标和技术要求也有差异，但适用有效的测量成为共同的发展趋势，随着电子技术及计算机技术的发展，液位检测的自动控制成为其今后的发展趋势，控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修正运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性。
随着计算机控制技术应用的普及、可靠性的提高及价格的下降，液位检测的微机控制必将得到更加广泛的应用。
本文简要介绍了全中文工控组态软件 MCGS，并以 THSA-2 型高级过程控制系统实验装置为例，阐述了该系统硬件组成，控制方法，功能以及采用 MCGS 开发的人机接口可视化界面（HMI）。
讲述了该系统开发的基本过程以及工控机怎么通过 RS-485通讯协议与装置进行通讯。
实践证明，系统具有界面友好、易于操作、运行可靠、便于升级扩充等特点。
1.2过程控制介绍以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
这里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。
表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。
通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。
一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是过程控制的主要方式。
1．工业过程控制的发展概况西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）20 世纪 40 年代开始形成的控制理论被成为“20世纪上半叶三大伟绩之一” ，在人类社会的各个反面有着 8 深远的影响。
与其他任何学科一样，控制理论源于社会实践和科学实践。
自动化技术的前驱可以追溯到我国古代，如指南车的出现。
至于工业上的应用，一般以瓦特的蒸汽机调速器作为起点。
有人把直到 20 世纪 30 年代末这段时期的控制理论成为第一代控制理论，第一代控制理论分析的主要问题是稳定性，主要的数学方法是微分方程解析方法。
这时候的系统（包括过程控制系统）是简单控制系统，仪表是基地式、大尺寸的、满足当时的需要。
到第二次时间大战前后，控制理论有了很大发展，Nyquist(1932)和 Bode（1945）频率法分析技术及稳定判据、Evens 根轨迹分析方法的建立，使经典控制理论发展到了成熟的阶段，这是第二代控制理论。
从 20 世纪 50 年代开始，随着工业的发展、控制需求的提高，除了简单控制系统以外，各种复杂控制系统也发展起来了，而且取得了显著的功效。
20 世纪 60 年代，现代控制理论迅猛发展，它以状态空间方法为基础、以极小值原理和动态规划等最优控制理论为特征的而以在随机干扰下采用Kalman 滤波器的线性二次型系统（LOG）设计宣告了时域方法的完成，这是第三代控制理论。
从 20 世纪 70 年代开始，为了解决大规模复杂系统的优化与控制问题，现代控制理论和优化与控制相结合，逐步发发展成了大系统理论。
过程控制是随着控制理论的发展而发展的，从系统机构来看，过程控制已经经历了四个阶段：基地式控制阶段（初级阶段）、单元组合仪表自动化阶段、计算机控制的初级阶段、综合自动化阶段。
当前自动控制系统发展的一些主要特点是：生产装置实施先进控制成为发展主流，过程优化受到普遍关注，传统的 DCS 正在走向国际统一标准的开放式系统，综合自动化系统(CPIS)发展方向。
综合自动化系统，就是包括生产计划和调度、操作优化、先进控制和基层等内容的递阶控制系统，亦称管理控制一体化系统（简称管控一体化系统）。
这类自动化是靠计算机的组成特征，过程系统指明了它的工作对象，正好与计算机集成制造系统（CIMS）相应，有人也称之为过程工业的 CIMS。
可以说，综合自动化是当代工业自动化的主要潮流。
它以整体优化为目标，以计算机为主要技术工具，以生产过程的管理和控制的自动化为主要内容，将各个自动化“孤岛”综合集成为一个整体的系统。
2．过程计算机控制系统现代化过程工业向着大型化和连续化的方向发展，生产过程也随之日趋复第1章前言杂，而对生产质量﹑经济效益的要求，对生产的安全、可靠性要求以及对生态环境保护的要求却越来越高。
不仅如此，生产的安全性和可靠性，生产企业的经济效益都成为衡量当今自动控制水平的重要指标。
因此继续采用常规的调节仪表（模拟式与数字式）已经不能满足对现代化过程工业的控制要求。
由于计算机具有运算速度快﹑精度高﹑存储量大﹑编程灵活以及具有很强的通信能力等特点，目前以微处理器﹑单片微处理器为核心的工业控制几与数字调节器—过程计算机设备，正逐步取代模拟调节器，在过程控制中得到十分广泛的作用。
在控制系统中引入计算机，可以充分利用计算机的运算﹑逻辑判断和记忆等功能完成多种控制任务和实现复杂控制规律。
在系统中，由于计算机只能处理数字信号，因而给定值和反馈量要先经过A/D转换器将其转换为数字量，才能输入计算机。
当计算机接受了给定值和反馈量后，依照偏差值，按某种控制规律（PID）进行运算，计算结果再经D/A转换器，将数字信号转换成模拟信号输出到执行机构，从而完成对系统的控制作用。
过程计算机控制系统的组成包括硬件和软件（除了被控对象﹑检测与执行装置外）。
1．过程计算机系统的硬件部分：（1）由中央处理器﹑时钟电路﹑内存储器构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部分，进行数据采集﹑数据处理﹑逻辑判断﹑控制量计算﹑越限报警等，通过接口电路向系统发出各种控制命令，指挥系统安全可靠的协调工作。