水箱液位控制系统的设计开题报告
开题报告-基于单片机的液位控制系统设计
毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文)题目：基于单片机的液位控制系统设计学院：化工自动化学院学号： 1201专业班级: 101学生姓名：指导教师：20年月 7日一、课题基本情况1。
课题的来源及选题的依据随着我国的国民经济与生活水平的发展，各个行业对自动化的需求也日益增加，为减少污染、节约资源，单片机的控制技术得到了广泛的应用。
无论是在工业生产中，还是在其他行业，水都是人们生活中不可或缺的资源,大部分都会使用到水箱，水箱里的水位控制就是最重要的问题了，以前都会有专门的人看管，既浪费人力、财力,又不能准确的判断水位高低。
所以以单片机控制水箱的水位就得到了广泛应用。
在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的水位进行自动控制。
比如自动控制冰箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等.虽然各种水位控制的技术要求不同、精度不同，但是基本的控制原理可以归纳为一般的反馈控制方式，他们的主要区别在于检测水位的方式、反馈方式、以及控制器上的区别.目前我国在单片机测量和控制装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩，总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期，经调查,更多科研研究在这方面开展的工作更看重的是理论和算法，数年来这方面的研究的论文较多，但着重生产实际的很少。
本论文将致力于改善这一状况，解决生产生活所可能遇到的普遍性问题,为设计者提供参考。
2. 国内外的研究动态及水平一些发达国家在单片机新型系统研究、制造和应用上，已积累了很多经验，奠定了基础，进入了国际市场。
我国在新型测控装置与系统研究、制造、应用和经验上,与其他发达国家相比还存在差距,但是我国的研究人员已经克服很多困难，并在不断地摸索中前进，有望在相关领域赶上甚至超过发达国家的技术水平，这是发展趋势。
液位测量的方法比较多，依据测量方式的不同可分为接触式与非接触式两种类型。
1。
接触式测量法接触式测量法是指测量用传感器直接与容器内存储液体相接触，从而获得测量参数的方法。
水箱液位控制系统的设计开题报告
[7]施江,刘文江.自动化仪表与过程控制.北京:电子工业出版社,1991
三、研究内容
本篇设计主要是对水箱液位控制系统的要求以及主要的指标进行规定，在做水箱液位控制系统的设计中，被控对象特性的求取是非常重要的，求取的方法分为两类，有理论分析计算法和实验测定法。掌握了对象的特性，便可以确定控制方案，在本设计中采用的是单回路控制系统，然后便是被控参数的选择以及仪表的选择和该装置传递函数的求取，我们要了解过程控制仪表包括调节器（含可编程调节器）、执行器、操作器等各种新型控制仪表及装置。单元组合式仪表有气动单元组合仪表和电动单元组合仪表。气动单元组合仪表，简称QDZ仪表。其开发应用最早，至今已有数十年的历史，并已经历Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型三代产品。由于其结构简单、工作可靠、价格便宜、性能稳定，而且具有本质安全防爆灯特点，所以特别适用于石油、化工等易燃易爆等场合。熟悉水箱液位控制系统的组成结构，并对该系统性能的分析以及调节器的参数整定有更深的认识。
主要参考文献如下：
[1]高永德.检测与自动化仪表.黑龙江:黑龙江人民出版社,2000
[2]邵裕森,戴先中.过程控制工程.北京:机械工业出版社,2000.5
[3]陈夕松,汪木兰.过程控制系统.北京:科学出版社,2005
[4]余金寿.过程控制系统.北京:机械工业出版社,2008
[5]胡寿松.自动控制原理(上、下).北京:国防工业出版社,1990
青岛滨海学院
毕业设计开题报告
题目：水箱液位控制系统的设计
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基于PLC的液位控制系统设计-开题报告
基于PLC的液位控制系统设计-开题报告毕业设计开题报告本次毕业设计基于PLC的液位控制系统的设计，控制对象为水箱的液位，是过程控制中经常遇到的热工参数。
在这次设计中，我主要负责控制策略——PID算法的确定，现在将对PID算法进行简要介绍。
PID控制是历史最久、生命力最强的基本控制方式，被广泛应用于工业过程中。
据统计，目前工业控制器中约有90%仍是PID控制器。
PID控制器的设计及其参数整定一直是控制领域所关注的问题。
其设计和整定方法得到国内外广泛研究，著名的如Ziegler-Nichols法、基于内模控制的方法及基于误差的积分的优化方法。
基于误差的积分准则因为能较好地反映闭环系统的性能以及易于计算的原因，在PID优化设计中被广泛采用。
在工业生产过程控制中，模拟量的PID调节是常见的一种控制方式，这是由于PID调节不需要求出控制系统的数学模型。
对于许多控制对象难以求出准确的数学模型的系统，使用PID控制可以取得比较令人满意的效果。
同时PID调节器又具有典型的结构，可以根据被控对象的具体情况，采用各种PID的变种，有较强的灵活性和适用性。
在模拟量的控制中，经常用到PID运算来执行PID回路的功能。
如果一个PID回路的输出M(t)是时间的函数，则可以看作是比例项、积分项和微分项三部分之和，即：M(t)=XXX以上各量都是连续量，第一项为比例项，最后一项为微分项，中间两项为积分项。
其中e是给定值与被控制变量之差，即回路偏差。
Kc为回路的增益。
用数字计算机处理这样的控制算式，连续的算式必须周期采样进行离散化，同时各信号也要离散化，公式如下：T(n)=Kc*(SP(n)-PV(n))+Kc*s*(SP(n)-PV(n))+Mx+Kc*d/Ti。
本课题的研究内容是基于PLC的液位控制系统的设计，旨在控制过程控制中最常见的液位控制。
在实际的生产应用中，液位控制非常广泛。
在设计前，需要熟悉PLC的基本结构和设计语言，能够进行梯形图的设计，并能根据梯形图写出语言，在实验装置中实现液位控制的功能。
开题报告 基于PLC的水箱液位测量系统的设计
附录：开题报告（或数据报告）水箱液位测量系统的设计1 选题依据液位测量与控制是工业生产，如食品、制药、化工、石油等，交通运输，如飞机、船、汽车等油箱液位，大型储油罐、城市供水与排水装置及水塔水位控制等必不可少的检测装置。
由此可见需要对液位进行监测与控制的场合非常多，而水箱液位的技术指标是许多工业场合的重要参数，因此研制可靠且实用的水箱液位测量系统显得非常重要。
同时，在一些特殊工业现场，由于其使用环境和要求具有特殊性，要求液位测量装置具有高灵敏度、高精度、高强度的性能，并在恶劣环境下具有持续稳定的工作状态。
本课题中以水箱液位为研究对象，采用一种利用纯光学原理及力学原理设计的浮子式光纤液位传感器，它精度高，抗干扰性能较好，具有较强的实用性。
本设计中液体是水，是一个浮子式液位传感器的简单应用实例，虽然比较简单，但其原理与其它复杂溶液液位测量的原理基本相同。
浮子式光纤液位传感器是利用传统的浮子式液位计原理，再加上光纤传光系统按照一定的机理组合而成，它最大的特性是除信号检测系统外，整个测量过程用的是纯光学及力学原理，这个特性极大地拓宽了它的使用范围，同时它操作简单，误差较小，是较为理想的液位传感器之一。
许多实验结论表明，此传感器的运用具有很大的实际意义，因为传感器的构造和制作工艺是筒单的，不用复杂的光学元件，而且价格便宜，经久耐用，具有很强的实际应用性和扩展性。
2 研究内容和研究方法2．1 研究内容完成水箱液位测量系统方案论证；水箱液位测量系统的硬件选择；水箱液位测量系统的电路设计。
2．2研究方法本课题中以水箱液位为研究对象，采用一种利用纯光学原理及力学原理设计的浮子式光纤液位传感器，它精度高，抗干扰性能较好，具有较强的实用性。
课题中通过该液位传感器采集液位信号，经信号调理电路和放大电路对被测信号进行整理和放大后，输出标准电信号，液位的输出可采用数字显示或灯光显示，也可设计报警功能。
2.2.1液位测量方法传感器在工作时浮子总是浮在被测液面上，此时浮子受到钢绳拉力T，浮力F，重力G，液面不动时，T+F=G，三力平衡，当液面上升的瞬间，浮子所受浮力有增大趋向，而拉力F 还没来的及发生变化。
双容水箱串级液位控制系统设计_开题汇报1.doc
双容水箱串级液位控制系统设计_开题报告1F o r p e s n a u s e o n y s u d y a n d r e s a c h n o f r c m me r c a u s eFor personal use only in study and research;not for commercial use毕业设计开题报告系部：08自动化系专业：自动化姓名：赵玉龙学号：3157指导教师：胡长松2012年2月26日一选题依据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。
水箱液位控制系统的设计应用非常长广泛，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。
所以就选择了该题目的设计。
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PID控制必将得到更加广泛的应用。
二PID控制的发展历史与前景在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。
液位控制系统设计开题报告
液位控制系统设计开题报告液位控制系统设计开题报告一、引言液位控制系统是工业自动化领域中的重要组成部分，广泛应用于石油化工、水处理、食品加工等领域。
本文将探讨液位控制系统的设计与开发，旨在提高液位控制的精确度和稳定性，以满足工业生产的需求。
二、背景分析液位控制系统的设计是为了实现对液体容器内液位的精确控制。
传统的液位控制系统通常采用浮子式液位传感器，但其存在精度低、易受干扰等问题。
因此，本文将研究并设计一种新型的液位控制系统，以提高液位控制的精确度和稳定性。
三、设计目标本文的设计目标是开发一种基于电容传感技术的液位控制系统，实现对液体容器内液位的精确测量和控制。
具体目标如下：1. 提高液位控制的精确度，使其误差小于0.1%；2. 提高液位控制的稳定性，减小受环境干扰的影响；3. 实现对液位的实时监测和报警功能。
四、设计方案本文的设计方案主要包括以下几个方面：1. 传感器选择：选择一种适用于液位控制的电容传感器，通过测量电容值来获取液位信息。
2. 信号处理：设计合适的信号处理电路，对传感器采集到的电容值进行放大、滤波和数字化处理。
3. 控制算法：采用PID控制算法对液位进行控制，通过调节控制信号来实现液位的精确控制。
4. 系统集成：将传感器、信号处理电路和控制算法进行集成，实现一个完整的液位控制系统。
五、预期效果通过本文的设计和研究，我们预期能够达到以下效果：1. 提高液位控制的精确度，使其误差小于0.1%，满足工业生产的需求。
2. 提高液位控制的稳定性，减小受环境干扰的影响，保证系统的可靠性。
3. 实现对液位的实时监测和报警功能，及时发现异常情况并采取相应措施。
六、研究方法本文将采用实验研究的方法，具体步骤如下：1. 选择适用于液位控制的电容传感器，并进行性能测试和比较。
2. 设计并搭建信号处理电路，对传感器采集到的电容值进行放大、滤波和数字化处理。
3. 设计并实现基于PID控制算法的液位控制系统，进行系统集成和测试。
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]。
水箱液位开题报告
水箱液位开题报告水箱液位开题报告一、背景介绍水箱液位是指水箱内水位的高低程度，对于水箱的管理和使用具有重要意义。
水箱液位的准确监测和控制可以保证水箱的正常运行，防止水箱溢满或干涸，同时也可以提供给用户有关水箱水位的实时信息，方便其进行合理的用水计划。
二、研究目的本研究旨在开发一种准确、可靠的水箱液位监测系统，通过对水箱液位的实时监测和控制，提高水箱的管理效率和用水利用率。
三、研究内容1. 传感器选择与设计传感器是水箱液位监测系统的核心组成部分，其准确性和稳定性对于系统的性能至关重要。
本研究将对不同类型的液位传感器进行比较和评估，选择适合水箱液位监测的传感器，并设计相应的电路和信号处理模块。
2. 数据采集与传输为了实现对水箱液位的实时监测，需要将传感器采集到的数据进行准确的处理和传输。
本研究将探索不同的数据采集和传输方案，如有线传输、无线传输等，以确保数据的稳定和可靠性。
3. 液位监测系统的搭建在选择合适的传感器和数据传输方案后，需要将其整合成一个完整的液位监测系统。
本研究将设计并搭建一个具有稳定性和可靠性的水箱液位监测系统，包括传感器安装、数据处理和显示等功能。
4. 液位控制算法的研究除了监测水箱液位，本研究还将探索液位控制算法的研究。
通过对水箱液位的实时监测和分析，可以制定出合理的液位控制策略，以实现对水箱液位的精确控制和调节。
四、研究意义1. 提高水箱管理效率通过实时监测和控制水箱液位，可以避免水箱溢满或干涸的情况发生，提高水箱的管理效率，减少水资源的浪费。
2. 方便用户用水计划通过提供水箱液位的实时信息，用户可以了解水箱中的水量情况，合理安排用水计划，避免因水箱缺水而影响正常生活。
3. 探索智能水箱管理的可能性本研究将为智能水箱管理提供技术支持和参考，为未来智能城市的建设和水资源管理提供有力的支持。
五、研究方法本研究将采用实验研究和理论分析相结合的方法，通过实验验证和数据分析，评估液位传感器的准确性和稳定性，并设计相应的电路和信号处理模块。
水箱控制系统-开题报告
6.主要参考文献:
1李洪兴，王加银，苗志宏．模糊控制系统的建模r,J3．中国科学(A辑)，2002．
2金梅，关学中，金中石．一类非线性系统的模糊建模与仿真r-j3．系统仿真学报，2005
3王冬梅，李玉成．啤酒灌装机贮液缸内液位控制r-j3．包装与食品机械，2000
4郭遏凤．液位压力连锁自动排水控制系统的改进r-j3．西部探矿工程，2001
调研计划：
2009年11月下旬－2008年12月上旬。
完成选题工作，有针对性展开调查研究和分析，搜集资料。
2009年12月上旬－2009年12月中旬。
整理所搜集的资料，进行详细分类，在老师的指导下，对查找的外文文献进行翻译。
2009年11月中旬－2009年12月上旬。
仔细分析和研究相关的理论，开始撰写文献综述，并撰写开题报告，对选择的题目认真分析，确立论文的总体结构。
5王志新，谷云东，王加银等．双容水箱上的几种液位控制实验及被控对象的数学模型2006，42(4)：
6李洪兴．模糊控制的插值机理[J]．中国科学(E辑)，1998
7李洪兴，王加银，苗志宏．模糊控制系统的建模中的边缘线性化方法[J]．2003
8李洪兴．变论域自适应模糊控制器r-j3，2002
9清源计算机工作室编著Protel 99 SE原理图与PCB设计[M]机械出版社2002
关键问题：将自动水箱自动控制系统的结构图导入到MATLAB中的simulink，进建模和仿真。
基于WINCC的水箱控制系统开题报告
图1 液位控制系统结构框图各模块的主要功能如下：1）PLC控制单元：系统中使用西门子公司的S7-200或S7-300系列的可编程控制器。
编辑控制算法根据，设定的流量输出给PLC ，用PLC 的输出来控制变频器，用流量计测出流量信号的反馈给PLC ，有PLC 进行比较和运算输出给变频器，从而达到流量的平衡。
2）水箱检测部分：是整个系统执行效果体现。
水泵控制进水流量的大小，液位传感器将水箱的液位高度数据采集后传输到控制器中，是初始数据的来源。
3）远程通信部分：采用工业以太网，在近端和远端实现实时数据的读取，写入，交换的功能。
4）远程监控部分：通过WinCC的组态软件，用于显示水位的实时变化，各执行机构，传感器的实时数据。
实现参数的设定，手动自动的切换。
5）变频器驱动部分：是整个系统的执行部分，也是水位变化最直接的原因，变频器准确驱动水泵进水流量，有利于水位的精确控制。
2. 系统软件设计：软件设计主要分2部分：PLC编程软件、组态软件。
控制系统结构图，方框图如下图2所示。
图2 双容水箱控制系统2.1 PLC编程软件：控制算法采用PID控制，使用Step-7进行软件编程，PLC 液位变送器采样的值通过功能模块1转换为模拟量，将模拟量与给定的值通过功能模块2进行PID运算，随后将输出值通过功能模块3转换为电流信号，将电流信号送入变频器，通过变频器控制电动调节阀，达到控制液位的目的。
系统软件流程图如下图3所示。
图3 水位控制软件流程图2.2 WinCC组态软件：组态软件具有远程监控，数据采集，数据分析，过程控制等强大功能。
采用组态软件与PLC控制系统相结合，可以实现远程对PLC 控制系统进行调节，对PLC控制系统程序的错误和缺陷进行检测和修正。
在WinCC中，图像变化，数值的改变，控制参数的输入等等，都是通过变量来传递数据和状态。
WinCC的变量分为内部变量和外部变量。
外部变量的个数受限制，而内部变量则不受限制。
基于单片机的水箱控制系统设计----开题报告
XXXX 学院毕业论文(设计)开题报告略1．毕业论文的主要内容、重点和难点等主要内容：为了对水箱更好的进行控制，使用精密的并能严格按照生产规定运行的自动化系统，最大限度的避免事故的出现，同时也能节省资源并能有效的提高生产的效率。
随着我国单片机开发技术的逐渐成熟，以及单片机生产成本的下降，基于单片机的水箱控制系统应用到中小型以及民用产品有着较大的发展空间。
因此应用单片机控制技术，以80C51单片机为核心控制水箱的水位，并实现了报警和手动、自动切换功能。
80C51单片机水箱控制系统包括水箱给水设备系统和80C51单片机控制系统，而水箱给水设备系统由两台给水泵机组、水箱和三只浮球开关组成。
80C51单片机控制系统包括单片机硬件设计和单片机程序设计，而单片机程序设计中单片机系统程序包括系统主程序、自动模式子程序和手动模式子程序。
80C51单片机程序实现当水位处于水位高、水位低、水位低低时，由传感器经变送器发送信号，输出水位高、水位低、水位低低报警，从而判断泵水方式（自动或手动）。
当水位到达规定容量时停止泵水。
在次程序中，低电平有效（即0为有效），高电平为无效（即1为无效）。
80C51单片机水箱控制系统电路主程序要实现的是，对数据的初始化，并且判断用户是使用自动模式还是手动模式，根据用户的具体需求：若用户选择自动模式，则程序调用自动化子程序；若用户选择手动模式，则程序调用手动子程序。
自动模式/手动模式的前置条件都必须使系统开始运行，并且用户选择使用自动化控制模式/自手动控制模式；系统根据传输的信息进行判断，但是手动模式中子程序的判断语句是根据用户的具体操作来进行的。
系统原理框图论文重点：1.80C51单片机实现系统的功能，它为数据采集及处理模块核心。
2.本系统通过对水箱水位的控制，实现对水箱进行报警控制。
3.本系统可以实现对水箱进行自动/手动的切换功能。
4.本系统的输入输出均采用光电隔离技术。
发现的难点：1.在水箱系统设计中对单片机程序的设计。
基于单片机水箱水位控制系统毕业设计开题报告
中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：信息与通信工程学院通信工程系专业：通信工程论文题目：基于单片机的水箱水位控制系统指导教师:2012 年 3 月 15 日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述:1.1水箱控制系统的研究意义大型水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。
在过去，大量的对水箱操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控水箱的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监则器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等。
所以，对水箱控制，如果能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统，可以最大限度的避免事故的几率，同时也能节省资源并能有效提高生产的效率。
从水资源节约方面考虑，以往的人工控制在很多情况下，造成资源不必要的浪费，大部分原因是水箱内部水位没有及时的反馈信息到操作员，从而使控制上有一定的延迟，从而造成了水量过多或者没能及时补水而导致资源的浪费或生产出现异常。
而对水箱水位的监控以及自动化的引入可以很好的改善补水过多和及时补水的情况，可以很好的节约资源有效的降低成本。
单片机，一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分，它的诞生使众多自动化控制系统得以实现。
80C51以它功能强大，设计简单，制造廉价，支持指令集较多。
所以应用到众多嵌入式系统开发中。
因此，基于80C51单片机的水箱控制系统研究有着重要的意义。
1.2水箱控制系统国内外研究现状目前，水箱控制系统已不仅仅局限于大型的电厂、煤炭、钢铁等大型企业领域，它以自身的自动化控制系统的安全优势，已经慢慢深入到一些民用水箱产品。
但是目前阶段，它的成本还很高。
比如把一台纯手工家用水箱设计成自动化控制的水箱，从硬件的设计和铺设，对于民用化产品实施的性价比较高。
开题报告 液位控制系统
毕业论文开题报告基于S7-300的单容水箱液位控制系统设计系别：自动化与电气工程学院班级：自0x0x班学生姓名： x x x指导教师：x x x 副教授2010年1月15日毕业论文开题报告基于S7-300的单容水箱液位控制系统设计一、主要技术指标1.控制算法选择；2.上位机组态程序的设计；3.下位机控制程序设计；二、工作思路1、工作原理本液位控制系统设计要实现用S7-300 PLC作为控制器，通过变频器控制电机速度，同时由变送器和四个液位检测开关收集液位信号反馈给PLC来进行进一步控制，从而实现使液位保持在设定值附近的自动控制系统。
控制流程如下图1所示。
其中A/D转换、PLC调节、D/A转换等运算都是在PLC内部执行，同时为上位机提供可用的数据，用以显示。
上位机也可对相应的地址进行赋值，来设定相关参数。
图1 液位控制系统控制流程图2 液位控制系统2、设计方案如图2所示，以S7-300 作为控制器，西门子公司的变频器MM 420作为执行器，并利用它的顺序控制功能，输出7个可设定的固定频率来控制电机的转速，从而控制进水流量达到控制水位的目的。
其中，液位信号由液位变送器LT和水位检测开关传送给PLC，作为控制依据，并由PLC向变频器输出3个开关量信号。
水位检测信号的安置如图3所示，一共设置4个水位检测开关，检测方式为有水时闭合。
除了上、下限位之外，开关1、2的作用是将水位划分为3个状态，状态Ⅰ为水位偏高,Ⅱ为适中，Ⅲ为偏低。
控制要求和策略：1)上限位：点亮上限位报警指示灯，开关输出组合为001（0Hz）。
2)下限位：点亮下限位报警指示灯，开关输出组合为111（50Hz）。
3)状态Ⅰ：延时若干时间后若依然为状态Ⅰ，则开关输出组合减1，使MM420的输出频率下调一个级别，直至水位进入状态Ⅱ，或者开关输出组合为001（0Hz）。
4)状态Ⅱ：输出不变。
5)状态Ⅲ：延时若干时间后若依然为状态Ⅲ，则开关输出组合加1，使MM420的输出频率上调一个级别，直至水位进入状态Ⅱ，或者开关输出组合为111（50Hz）。
双容水箱液位控制 开题报告
自动控制系统课程设计双容水箱系统——开题报告学校：北京工业大学学院：电控学院专业：自动化班级：组号：第五组组员：实验日期：指导教师：目录1、绪论 (2)2、研究对象的数学模型及特性分析 (3)3、控制系统的性能指标要求 (5)4、控制器的选择与控制方案的设计与仿真 (6)5、拟采用的实验步骤及理想的实验曲线 (15)6、模型参数获取的实验设计 (17)7、附录 (19)河南城建学院本科毕业设计（论文）系统控制方案设计与仿真1绪论双容水箱系统是一种比较常见的工业现场液位系统，在实际生产中，双容水箱控制系统在石油、化工﹑环保﹑水处理﹑冶金等行业尤为常见。
通过液位的检测与控制从而调节容器内的输入输出物料的平衡，以便保证生产过程中各环节的物料搭配得当。
经过比较和筛选，串级控制系统PID控制无论是从操作性、经济性还是从系统的控制效果均有比较突出的特性，因此采用串级控制系统PID控制对双容水箱液位控制系统实现控制。
论文以THBDC-1型控制理论•计算机控制技术实验平台为基础的实验数据作为出发点，利用MATLAB的曲线拟合的方法分别仿真出系统中上水箱、下水箱的输出响应曲线。
对曲线进行处理求出各水箱的参数，用所求出的参数列写出水箱的传递函数。
采用复杂控制系统中的串级控制系统列写出系统框图，根据串级控制系统PID参数整定的方法整定出主控制器和副控制器的P、I、D的数值，从而满足控制系统对各项性能的要求。
2、研究对象的数学模型及特性分析在控制系统设计工作中，需要针对被控过程中的合适对象建立数学模型。
被控对象的数学模型是设计过程控制系统、确定控制方案、分析质量指标、整定调节器参数等的重要依据。
被控对象的数学模型（动态特性）是指过程在各输入量（包括控制量和扰动量）作用下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。
在液位串级控制系统中，我们所关心的是如何控制好水箱的液位。
上水箱和下水箱是系统的被控对象，必须通过测定和计算他们模型，来分析系统的稳态性能、动态特性，为其他的设计工作提供依据。
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[1]高永德.检测与自动化仪表.黑龙江:黑龙江人民出版社,2000
[2]邵裕森,戴先中.过程控制工程.北京:机械工业出版社,2000.5
[3]陈夕松,汪木兰.过程控制系统.北京:科学出版社,2005
[4]余金寿.过程控制系统.北京:机械工业出版社,2008
[5]胡寿松.自动控制原理(上、下).北京:国防工业出版社,1990
二、文献综述
在整个设计过程中，笔者完成了用PID算法对水箱液位的控制，在上水箱液位PID控制和上水箱下水箱液位串级控制上取得了良好的控制效果，取得了满意的曲线。其次是过程控制对象特性的确定和PID算法的研究，整个控制系统的组成，包括检测装置和执行机构的选择。利用液体静力学原理测量液位或水深，是近代压力传感器的一种重要应用。利用当代最先进的微机械加工技术制作的高灵敏度、高精度硅压阻力敏感元件作为液位传感器的心脏，精密的温度补偿技术，辅之一带通气导管的专用电缆及专门的水密封技术，既保证了侵入式传感器的水密封，又使得参考压力腔与环境气压相通，从而获得准确的测量结果与优良的稳定性。通过对接触介质的各种材料包括敏感元件、壳体、电缆、护管等材料的选择、试验与设计，适应于同介质工矿的投入式或插入式液位传感器、变送器应运而生。
具体实施方案如下：
(1)画出主电路图以及液位控制系统的结构原理图
(2)确定系统控制要求及
(3)(5)画出系统组成的方框图
(6)选择适当的仪表进行测量
(7)对系统的性能进行分析
(8)液位控制系统的接线
四、论文（设计）进度安排
起止时间
主要内容
预期目标
五、审核意见
导师签字:
青岛滨海学院
毕业设计开题报告
题目：水箱液位控制系统的设计
英文题目：________________________
系部：________________________
专业：________________________
姓名：________________________
学号：________________________
[6]王常力,廖道文.集散型控制系统的设计与应用.北京:清华大学出版社,1993
[7]施江,刘文江.自动化仪表与过程控制.北京:电子工业出版社,1991
三、研究内容
本篇设计主要是对水箱液位控制系统的要求以及主要的指标进行规定，在做水箱液位控制系统的设计中，被控对象特性的求取是非常重要的，求取的方法分为两类，有理论分析计算法和实验测定法。掌握了对象的特性，便可以确定控制方案，在本设计中采用的是单回路控制系统，然后便是被控参数的选择以及仪表的选择和该装置传递函数的求取，我们要了解过程控制仪表包括调节器（含可编程调节器）、执行器、操作器等各种新型控制仪表及装置。单元组合式仪表有气动单元组合仪表和电动单元组合仪表。气动单元组合仪表，简称QDZ仪表。其开发应用最早，至今已有数十年的历史，并已经历Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型三代产品。由于其结构简单、工作可靠、价格便宜、性能稳定，而且具有本质安全防爆灯特点，所以特别适用于石油、化工等易燃易爆等场合。熟悉水箱液位控制系统的组成结构，并对该系统性能的分析以及调节器的参数整定有更深的认识。
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审核小组成员签字：
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指导教师：________________________
年月日
一、选题依据
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。高老师也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长广泛，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。所以就选择了该题目的设计。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。