储水罐液位控制系统设计
单容液位控制系统设计说明
目录1 系统设计理解 (1)1.1 前言 (1)2 系统方案确定、系统建模及原理介绍 (1)2.1 控制方案的确定 (1)2.2 控制系统建模 (1)2.2.1 被告...................................................... ....................... .............................. (1)2.2.2 系统建模 (2)3 系统构成 (4)3.1 控制系统结构 (4)3.2 控制系统框图 (4)4 系统各环节分析 (5)4.1 调节器PID控制 (5)4.2 执行器分析 ................................................... ......................... ............................ . (6)4.3 检测与传输链路分析 (6)4.4 被控对象分析 (6)5 系统仿真 (7)5.1 系统结构图及参数设置 (7)6 仪器选择 (10)6.1 PID调节器选择 (10)6.2 执行器选型 (11)6.2.1 变频器选型 (11)6.2.2 电机选型 (11)6.2.3 泵的选择 (12)6.3 差压变送器的选择 (12)7 课程设计结束语 (14)参考文献 (15)1.对系统设计的理解1.1 前言过程控制已广泛应用于矿山、冶金、机械、化工、电力等领域。
在液位控制方面，如：水塔供水、工矿企业排水、锅炉汽包液位控制、精馏塔液位控制等，发挥着重要作用。
在这些生产领域中，操作基本上是劳动密集型或危险的。
很容易因为操作失误而引发事故，给制造商造成经济损失。
可以看出，在实际生产中，液位控制的准确性和控制效果直接影响工厂的生产成本、经济效益和安全系数。
因此，为了保证安全条件和方便操作，有必要研究和开发先进的液位控制方法和策略。
水箱液位控制设计
WOrd文档下载后可任意复制编辑基于水箱液位控制设计摘要在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题, 例如居民生活用水的供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。
因此液面高度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，能收到很好的效果。
PID 控制(比例、积分和微分控制)是目前采用最多的控制方法。
本文主要是对一水箱液位控制系统的设计过程，涉及到液位的动态控制、控制系统的建模、PID 算法、传感器和调节阀等一系列的知识。
作为单容水箱液位的控制系统，其模型为一阶惯性函数，控制方式采用了PID 算法，调节阀为电动调节阀。
选用合适的器件设备、控制方案和算法，是为了能最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。
关键词PID 控制过程控制液位控制Abstract:In people's life and in the fields of industrial production level and flow control problem, for example, the living water supply, beverage, food processing, filter solution, the production of a variety of industries such as chemical production process, often need to use the liquid storage pool, liquid storage pool level need to maintain the appropriate height, neither too overflow cause waste, also cannot too little and can't meet the demand. So the liquid level height is an important parameter in the process of industrial control, especially in dynamic state, the suitable methods of liquid level detection, control, can get very good effect. PID (proportion, integral and differential control) is currently the most control methods.This paper is the design process of a water tank liquid level control system, involves the dynamic liquid level control, the control system modeling, the PID algorithm, sensor and the regulator and a series of knowledge. As single let water tank liquid level control system, the model of first-order inertia function, control mode adopted PID algorithm, theregulator for electric regulator. Choose the right components, equipment,control scheme and algorithm in order to maximize satisfy system such as control precision and adjust the volume of time and overshoot control quality requirements.Key words：PID control process control level control1 绪论1．1 过程控制的定义生产过程自动化，一般是指石油、化工、冶金、炼焦、造纸、建材、陶瓷及电力发电等工业生产中连续的或按一定程序进行的生产过程的自动控制。
双储液罐水位控制系统
前 言随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。
在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是困难。
通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
组态控制技术作为计算机控制技术发展的产物，其先进性和实用性已经被工业现场的广大技术人员认可并得到广泛应用。
组态软件适用于许多工业领域，因为其功能强大而倍受青睐。
一．本课题研究的背景双储液罐水位控制系统被控对象由上、下两个储液罐组成，上、下水位和温度分辨经2个压力变送器和温度变送器检测后，通过安装在出水管网上的远传压力传感器将压力信号转化为4-20mA的标准信号送入PLC，经PID运算与给定压力参数进行比较，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵转速，调节系统供水量，使系统的供水管网压力保持在给定压力上；当用水量超过一台泵的供水量时，通过PLC控制器加泵。
根据用户用水量的大小来控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。
当供水负载变化时，输入电机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以压力设定值为基准的闭环控制系统。
二．组态软件的介绍组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。
基于S7-1200PLC的水箱液位控制系统的设计
基于S7-1200PLC的水箱液位控制系统的设计重庆科技学院摘要水箱液位控制系统是一种用于监测、控制水箱液位的自动化设备。
它通过搭载传感器、控制器和执行机构等组件，实现对水箱液位的实时监控和自动控制。
通常，水箱液位控制系统由传感器，控制器，执行机构。
水箱液位控制系统的使用范围广泛，包括建筑物、工业生产、农业灌溉、城市给排水和环保等领域。
它具有结构简单、安装方便、实时性强等特点，该系统能够提高水资源的利用效率、减少用水浪费和防止水源的污染。
本文基于S7-1200 PLC实现水箱液位控制系统设计。
该系统由硬件和软件两部分组成，硬件包括PLC、人机界面触摸屏、传感器、执行器等；软件实现传感器数据处理、PID稳态控制、安全等功能；关键词：液位控制 PLC PID 传感器重庆科技学院本科生毕业设计 3水箱液位控制系统硬件设计1绪论在工业领域，几乎在各个行业都会或多或少的涉及到液位的检测等问题，然而液位变量具有延迟滞后性，参数不稳定，复杂多变等问题，因此，这就需要本文采取更为精确的控制器去实现液位变量的检测。
传统控制具有很多缺陷：比如精度低、速度慢、灵敏度低等。
一个稳定的液位系统，可以保证安全可靠的工业生产、高效的生产效率、充分合理的利用能源等，大大提高了工业生产的经济价值。
日益激烈的市场竞争，要求本文的控制技术必须更加先进，此前的控制技术已落伍，显然无法满足需求，这种对先进技术的需求加速了可编程逻辑控制器的问世。
引入PLC控制器后，能够使控制系统变得更集中、有效、及时。
2水箱液位控制总体方案设计2.1水箱液位控制系统实际应用特征水箱液位控制系统是一种广泛应用于水箱的自动化控制系统，常见于民用和工业领域。
实际应用中，水箱液位控制系统具有以下特征：①实时性强：系统能够实时检测水箱内的液位信息，并根据液位变化及时控制水泵的启停，保证水位稳定。
②可靠性高：系统通过各类安全措施确保水泵的正常启停，不会出现过量或不足的水位情况，避免因为水位变化带来的安全隐患。
组态王-储水箱控制
1 引言组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。
其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。
尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。
通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。
通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。
而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。
它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
能够实现不同的工厂智能化控制，是现在和未来各种工厂发展的必经之路。
所以作为自动化技术人员必须要对组态王软件有深刻的了解，更要熟练的掌握软件这样才不会被时代抛弃。
2 系统需求分析在实际生产应用中，常常需要从原油罐储存到成品油罐体，然后对罐体中的液位进行自动控制，来分别针对不同的需要。
生产现场常常需要先对罐体储油，当储到一定值时，再自动地向其它罐体储油，用户使用时只需要打开相应的阀门即可。
3 系统方案论证在本系统中当储液罐液位大于20 m时，可以自动打开阀门4对对用户用水储水箱进行供水。
而当储液罐液位大于60 m时，对生产现场储水箱进行供水。
以此来实现对储液罐液位的自动控制。
在组态王运行画面中设计了监控中心、报表、报警窗口、实时曲线、历史曲线和登录界面等画面，并对相关变量进行了定义。
通过编制程序可以发现对流速控制效果良好，报警信息可以实时显示，并可实现报表以及曲线的查看及保存，操作人员可以很方便的查看。
储水罐液位控制系统设计
4.5.3振荡电路14
4.5.4数码管显示电路14
4.6水泵选择及其电路的设计15
4.6.1水泵选择15
4.6.2电机驱动电路的设计15
5系统软件的设计16
5.1软件设计流程图16
5.2软件主函数17
5.3电路图和仿真图18
6结论20
参考文献21
附录22
附录122
附录223
计算机控制系统课程设计说明书
储水罐液位控制系统设计
学生姓名
学院名称
学号
班级
专业名称
指导教师
2014年
6月
3日
摘要
本文主要设计了一种液位控制器，它以8051作为控制器，通过8051单片机和模数转换器等硬件系统和软件设计方法，实现具有液位检测报警和控制双重功能，并对液位值进行显示。
本系统是基于单片机的液位控制，在设计中主要有水位检测、按键控制、水位控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现液位控制。主要用水位传感器检测水位，用六个控制按键来实现按健控制，用三位7段显示器来完成显示部分，用变频器来控制循环泵的转速，并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。把这些信号与单片机中内部设定的值相比，以判断单片机是否需要进行相应的操作，即是否需要开启补水泵或排水泵，来实现对液面的控制，从而实现单片机自动控制液面的目的。本设计用单片机控制，易于实现液位的控制，而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便、等优点。
2、设计人机接口实时显示。
1.4系统的总体研究方案
本设计是采用8051单片机为核心芯片，及其相关硬件来实现的水体液位控制系统，在用液位传感器测液位的同时，循环检测传感器输出状态，并用3位七段显示示液位高度，检测液位数据，实施报警安全提示，当水体液位低于用户设定的值时，系统自动打开泵上水，当水位到达设定值时，系统自动关闭水泵或打开排水泵。
基于组态软件的液位控制系统设计
善 ，串级 调节 系统 对进 入 主 回路 的干 扰 也 有较 强 的 克服 作 用 ；串 级调 节 系 统的 副 回路 对 非 线性 环节 的补 偿具 有 鲁 棒性 ，能适 应 负
荷和 操作 条 件的 变化 ，具 有一 定 的 自适 应 能 力。
串级 控制 系统 的 设计 需 从 副 回路 的选 择 、主 辅 调节 器 的调 节 规律 选 择 、防 止 积分 饱 和和 主 辅调 节 器 正 反作 用 的选 择 等 多方 面 来 考虑 。从 对 象 中能 引出 中 间变量 是 设 计 串级 系统 的前 提条 件 。 凡是 设计 串级 控制 系 统 的场 合 ，对 象 特性 总 有 较大 的 滞后 ，主 调 节器 采用 三作 用Ｐ Ｄ 制规 律 是必 要 的 ，而 副 回路 是随 动 回路 ， Ｉ控
一
个调 节 阀 ，主 调节 器的输 出作 为 副调 节 器 的给 定 ，副 调 节 器输
，
它 由Ｐ Ｓ Ｌ 智能 型 电动执 行 器 与 优 质的 国产 阀门 相 组合 构 成 ，
出到调 节 阀 。 当干扰 进 入 副 回路 时 ，由于 主 、副 调 节 器的 共 同作
是 一 种 高性 能 的调 节 阀 ，适 用 于 各种 不 同压 力 和温 度 的流 体 和对
３ 控制 方案 的选 取和 设计
基 于双 容水 箱 系统 的 工程 要 求 ，当 扰动 无 论是 进 入 主 回路还
是 副 回路 ，都 能 进 行有 效 迅速 地 克 服 ，并 且对 系统 的工 作 频率 有
一
的应 用 系统 。 运行 环 境 则按 照 组态 环 境 中构 造 的组 态 工程 ，以用 户指 定 的方 式运 行 ，并进 行 各 种处 理 ，完成 用 户组 态 设计 的 目标 和 功 能 。ＭＣ ＧＳ组 态软 件所 建 立的 工程 由主 控 窗 口、设 备窗 口、 用 户 窗 口、实 时数 据 库和 运 行 策略 五 部分 构 成 ，每 一部 分 分 别进
液位控制系统毕业论文
液位控制系统毕业论文液位控制系统毕业论文引言液位控制系统是工业自动化领域中常见的控制系统之一。
它的主要功能是根据液体的实时液位信息，通过控制阀门或泵等装置，实现对液体液位的精确控制。
液位控制系统在化工、石油、食品等行业中得到广泛应用，对提高生产效率、降低安全风险具有重要意义。
本篇论文将对液位控制系统的原理、设计与应用进行深入研究和分析。
一、液位控制系统的原理液位控制系统的原理基于液位传感器的测量技术。
常见的液位传感器包括浮球式、压力式和电容式等。
浮球式液位传感器通过浮子的浮沉来感知液位高低，压力式液位传感器则通过测量液体对传感器的压力变化来确定液位。
电容式液位传感器则是通过测量电容的变化来反映液位的变化。
液位控制系统的工作原理可以简单描述为：液位传感器感知液位的变化，并将信号传递给控制器；控制器根据设定的目标液位，通过控制阀门或泵等执行器来调整液位。
这一过程需要涉及到信号采集、信号处理、控制算法和执行器控制等多个环节。
二、液位控制系统的设计液位控制系统的设计需要考虑多个因素，包括控制精度、响应速度、稳定性和可靠性等。
其中，控制精度是指系统输出与设定值之间的偏差，响应速度则是指系统对液位变化的迅速程度。
稳定性是指系统在长时间运行中的抗干扰能力，而可靠性则是指系统在各种环境条件下的正常工作能力。
液位控制系统的设计需要根据具体的应用场景来确定。
在化工行业中，由于液体的性质多变，设计师需要考虑液体的温度、压力、粘度等因素对系统的影响。
在石油行业中，由于液位控制系统通常需要应对高温、高压等极端环境，设计师需要选择适合的材料和技术来保证系统的可靠性。
在食品行业中，设计师还需要考虑食品安全和卫生要求，确保系统不会对食品质量产生负面影响。
三、液位控制系统的应用液位控制系统在工业生产中有着广泛的应用。
在化工行业中，液位控制系统可以用于控制反应釜中液位的变化，确保反应过程的稳定性和安全性。
在石油行业中，液位控制系统可以用于储罐的液位控制，避免液位过高或过低带来的安全隐患。
储水罐液位计算机控制系统设计策画
计算机控制技术课程设计储水罐液位计算机控制系统设计学生姓名崔健学号20080506109学院名称信电工程学院专业名称电气工程及其自动化指导教师樊兆峰2011年6月7日目录1控制系统工作原理说明 (1)1.1液位控制系统原理如下图所示 (1)1.2工作原理 (1)2系统建模与总体控制方案设计 (2)2.1结构框图 (2)2.2不同方案比较 (2)2.2.1使用单片机实现水体液位控制的优点 (2)2.2.2本方案实际优越性 (2)2.3系统的总体控制方案 (2)3传感器与执行机构选型设计 (3)3.1传感器设计 (3)3.1.1液位传感器设计 (3)3.2A/D转换器 (3)3.2.1 ADC0809转换芯片 (3)3.3键盘及显示接口 (5)4硬件电路设计 (7)4.1核心芯片8051单片机 (7)4.2自动报警电路 (10)5软件设计 (11)5.1流程图 (11)5.1.1流程图说明 (11)5.1.2流程图 (12)结论 (13)参考文献 (14)附录 (15)附录1 (15)附录2 (17)1控制系统工作原理说明1.1 液位控制系统原理如下图所示。
图1.1液位控制系统原理图1.2工作原理打开电源、启动抽水泵后，水箱液位开始上升，液位传感器实时采集液位数据，并将所采集到的数据经A/D转换后，送至比较器与设定值（1m）比较，控制器根据比较结果输出相应控制值，经D/A转换成模拟量后，驱动控制电动调节阀开度，从而调节水箱液位。
水位检测是通过四对由高亮二极管和光敏三极管所组成的液位传感器分别安装在四个不同的位置，由上至下四个输出端口分别接单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口，实时对水位进行检测。
当水位到达某一光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出高电平；当水位低于此光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出低电平。
由上至下的第一个位置为水位上限报警线，即当水位高于此位置时，开水阀控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀有可能出故障；第二个位置是自动停止加水线，即当水位高于此位置时，控制系统会自动关闭加水电磁阀，停止加水；第三个位置是自动加水线，即当水位低于此位置时，控制系统会自动接通加水电磁阀，开始加水；第四个位置是水位下限报警线，即当水位低于此位置时，控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀可能出故障。
储水罐液位控制系统设计-课程设计论文大学论文
计算机控制技术课程设计说明书储水罐液位控制系统设计摘要计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物，利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工控机）来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体（包括硬件、软件和网络结构）和受控对象两大部分组成。
随着计算机技术和现代控制理论的快速发展，计算机控制技术诞生并迅速蓬勃发展起来，其应用遍及国防、航空航天、工业、农业、医学等多种领域。
本文将利用计算机控制技术控制储水罐液位,具体本文中储水槽液位控制系统设计基于MCS51单片机系统而设计，利用单片机强大的功能和方便通信接口，实现水位检测、电机速度控制，采用PI调节误差，进一步对液位控制系统优化，从而实现怼储水罐液位的计算计控制。
关键字计算机控制；储水罐；传递函数目录1 课程设计说明 (3)1.1 题目说明 (3)1.2设计要求 (3)2 控制系统结构框图与工作原理 (4)2.1系统结构框图 (4)2.2 系统工作原理 (4)3 控制系统数学模型与总体控制方案 (5)3.1储水槽数学模型建立 (5)3.2电机的数学模型建立 (6)3.3控制系统的传递函数建立 (7)4 硬件选择 (9)4.1液位传感器的选型 (9)4.1.1液位传感器简介 (9)4.1.2液位传感器工作原理 (9)4.1.3液位传感器选型 (9)4.2微控制器的选择 (10)4.2.1 80C51电源 (11)4.2.2 80C51时钟 (11)4.2.3 80C51 控制线 (11)4.2.4 80C51 I/O接口介绍 (11)4.3 A/D转换器选择 (12)5 硬件电路设计 (13)5.1 80C51单片机外围电路设计 (14)5.1.1 时钟电路 (14)5.1.2 复位电路 (14)5.1.3数码管显示电路 (14)5.1.4 A/D转换电路 (15)5.2水泵驱动电路设计 (15)5.2.1 电机驱动电路 (15)6 软件设计 (17)6.1软件设计概要 (17)6.1.1软件设计模块： (17)6.1.2模拟PID控制原理 (17)6.2软件设计流程图 (18)结论 (19)参考文献 (20)附录： (21)1 课程设计说明1.1 题目说明被控系统为一储水罐。
题目5 三容水箱液位定值控制系统
题目5 三容水箱液位定值控制系统一、程设计主要任务及要求1、了解三容水箱液位定值控制系统的结构和组成。
2、应用经验法和动态特性参数法进行三阶系统PID调节器参数的整定。
3、分析PI、PID两种控制方式对本控制系统的作用。
4、研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。
二、课程设计使用的实验设备实验设备1. THJ-FCS型高级过程控制系统实验装置。
2. 计算机及相关软件。
三、工作原理本控制系统结构图和方框图如图5-1所示。
图5-1 三容液位定值控制系统(a)结构图(b)方框图控制系统以上、中、下三只水箱串联作被控对象，下水箱的液位高度为系统的被控制量。
由第二章双容特性测试实验可知，三容对象是一个三阶环节，它可用三个惯性环节来描述。
本实验要求下水箱液位稳定至给定量，将压力传感器LT3检测到的下水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制气动调节阀的开度，以达到控制下水箱液位的目的。
为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PI或PID控制。
调节器的参数整定可采用本章第一节所述任意一种整定方法。
四、控制系统流程图控制系统的流程图如图5-2所示。
图5-2 实验控制系统的流程图在本实验中，被控量下水箱液位（检测信号LT3）和执行机构阀门定位器均为带PROFIBUS-PA通讯接口的部件，挂接在PROFIBUS-PA总线上，二者通过不同的访问地址加以区分，PROFIBUS-PA总线通过LINK和COUPLER组成的DP链路与PROFIBUS-DP 总线交换数据，PROFIBUS-DP总线上挂接有控制器CPU315-2 DP，由于PROFIBUS-PA总线和PROFIBUS-DP总线都是双向传输的通讯网络，这样既完成了现场测量信号到CPU的传送，又使得控制器CPU315-2 DP发出的控制信号经由PROFIBUS-DP总线到达PROFIBUS-PA总线来控制执行机构阀门定位器。
物业水池、水箱的液位控制和配置
物业水池、水箱的液位控制和配置一、水池贮水池液位控制所用的液位器，应用较广泛的是浮球阀，其开关电气触头的通断传递液位上下限信号，自动启停供水泵供水。
进水阀多半由浮球控制，进水阀的动作正常与否，关系到水池的储水量。
二、水箱的配管、附件和设置要求1.进水管：管径可按水泵出水量或管网设计每秒流量计算确定。
进水管至水箱上缘应有150~200mm距离，进水管上应设置浮球阀或液位控制阀等以控制水泵的起停。
需要有防回流污染的措施。
2.出水管：从水箱侧壁接出时，水口下缘距箱底的距离也应大于150mm，以防沉淀物进入配水管网。
出水管应设阀门以利检修。
出水管管径应按管网设计每秒流量计算确定。
进水管和出水管合用一条管道时，出水管上应设置止回阀。
3.溢流管：溢流管口应在水箱设计最高水位以上50mm处，管径按水箱最大出流入量确定，一般应比进水管大1~2级。
溢流管上不允许设阀门，其管道口设防虫网。
4.水位信号装置：是水位控制阀失灵报警的装置口，若水箱液位与水泵控制联锁，则可在水箱侧壁或顶盖上安装液位继电器或信号器，采用自动水位报警装置。
5.排水管：由箱底接出用于放空水箱或排出冲洗水箱之污水，与溢流管相连。
排水管上应设置阀门。
6.泄水管：从箱底接出可与溢流管相连公用一根排水管，泄水管上装饰内螺纹和法兰闸阀不允许设置截止阀。
7.通气管：供生活饮用水的水箱，贮水量较大时，宜在箱盖上设通气管，以使水箱内的空气流通，其管径一般≥50mm，管口应朝下并设防虫网。
8.水箱有效容积：如生活和生产用水共用一个水箱时，水箱有效容积应满足生活或生产调节水量。
9.水箱的设置：水箱的安装高度应满足建筑物内最不利配水点所需的流出水头，一般对应最不利配水点应有7~10m水柱，减压水箱安装高度一般需高出其供水分区3层以上。
水箱底与其安装地面应有0.4m距离。
水箱应设置检修孔并加盖。
如水箱安装在室内，水箱顶到建筑结构最低点间距应不小于0.6m，圆型水箱距墙面距离应不小于0.8m（有阀侧）和0.5m（无阀侧），矩形水箱距墙面距离应补小于1.0m（有阀侧）和0.7m（无阀侧），水箱间净距应不小于0.7m。
水封罐如何控制液位高低的方法
水封罐如何控制液位高低的方法水封罐是工业生产过程中常见的设备，主要用于储存和调节压力，其中液位的控制尤为关键。
本文将详细介绍水封罐控制液位高低的方法，以保障生产过程的安全和效率。
### 导语在水封罐的运行过程中，液位的稳定对系统的正常运行至关重要。
合理的液位控制不仅能确保设备安全，还能提高生产效率。
下面将探讨几种控制水封罐液位高低的有效方法。
### 1.浮球式液位控制法浮球式液位控制器是一种常见的机械式控制方法。
它通过浮球随着液位上升或下降，触发相应的机械或电气开关，从而控制进水或排水的阀门。
这种方法的优点是结构简单，维护方便。
### 2.压力式液位控制法压力式液位控制器利用液体静压力的变化来控制液位。
通过安装压力传感器，当液位变化时，液体对传感器的压力也会发生变化，从而发送信号给控制系统，调整进排水阀门的开闭。
### 3.磁翻板液位控制法磁翻板液位计通过磁性浮子随液位上升或下降，翻动磁翻板，进而改变磁场，触发信号。
这种方法具有指示清晰、信号可靠的特点，适用于远距离液位监控。
### 4.超声波液位控制法超声波液位计利用超声波在介质中的传播速度来检测液位高度。
当超声波发射器向液面发射超声波，并通过接收器接收反射回来的波时，控制系统根据超声波往返的时间计算出液位，并自动调节。
### 5.液位调节阀控制法通过安装液位调节阀，可以自动调节进水或排水的流量，以维持水封罐内的液位稳定。
这种方法可以与上述任何一种液位检测方法配合使用，实现精确控制。
### 6.PLC自动控制系统可编程逻辑控制器（PLC）结合各种传感器，可以构成一套复杂的自动控制系统。
PLC能够实时处理液位数据，自动调节阀门，保持液位在设定范围内。
### 结尾控制水封罐的液位高低，不仅需要选择合适的控制方法，还需要根据实际生产需求进行合理的系统设计。
储水罐液位计算机控制系统设计
储水罐液位计算机控制系统设计引言：储水罐液位计算机控制系统是一种用于监测和控制储水罐液位的自动化系统。
该系统能够实时监测储水罐的液位，并通过计算机进行数据处理和控制指令的发送，以实现储水罐液位的自动调节和控制。
本文将从硬件设计、软件设计和通信设计三个方面对储水罐液位计算机控制系统进行详细介绍。
一、硬件设计1.传感器：传感器用于实时监测储水罐的液位。
一般使用压力传感器或浮球传感器。
压力传感器通过测量物体所受压力的大小来判断液位高低，而浮球传感器则通过浮球的浮沉来反映液位的变化。
根据具体需要选择合适的传感器。
2.控制器：控制器是该系统的核心部分，负责处理传感器采集到的液位数据，并根据控制算法生成相应的控制指令。
控制器可以选择使用单片机、PLC或者工控机等设备。
3.执行器：执行器用于实现对储水罐液位的控制，包括开、关液位阀门等操作。
执行器通常选择使用电磁阀、电动阀等设备。
二、软件设计1.数据处理：控制器通过传感器获取到的液位数据进行预处理，例如滤波、校准等，以提高数据的准确性和稳定性。
通过合适的算法对数据进行处理，可以获得液位的实时信息。
2.控制算法：控制器根据液位的变化规律和外部控制要求，设计合适的控制算法，以生成相应的控制指令。
常用的控制算法有PID控制算法、模糊控制算法等。
根据具体需要选择合适的控制算法。
三、通信设计1.与计算机之间的通信：控制器通过串口、以太网等方式与计算机进行通信，将采集到的液位数据传输给计算机，并接收计算机的控制指令。
通信方式可以根据具体需求选择。
2.设备之间的通信：控制器与执行器之间通过数字信号进行通信，控制器接收到计算机的控制指令后，通过数字信号控制执行器的运行状态。
通信方式可以选择常见的485通信、CAN通信等。
结论：储水罐液位计算机控制系统设计涉及到硬件设计、软件设计和通信设计等多个方面。
通过合理的硬件选型、完善的软件设计和稳定的通信设计，可以实现对储水罐液位的自动化监测和控制。
实验四 水箱液位串级控制系统
实验四水箱液位串级控制系统一、实验目的1．通过实验了解水箱液位串级控制系统组成原理。
2．掌握水箱液位串级控制系统调节器参数的整定与投运方法。
3．研究阶跃扰动分别作用于副对象和主对象时对系统主控制量的影响。
4．掌握液位串级控制系统采用不同控制方案的实现过程。
二、实验设备1、THJ-2 型高级过程控制系统实验装置2、计算机、上位机MCGS 组态软件、RS232-485 转换器1 只、串口线1 根3、万用表1 只三、实验原理本实验为水箱液位的串级控制系统，它是由主、副两个回路组成。
每一个回路中都有一个属于自己的调节器和控制对象，即主回路中的调节器称主调节器，控制对象为下水箱，作为系统的被控对象，下水箱的液位为系统的主控制量。
副回路中的调节器称副调节器，控制对象为中水箱，又称副对象，它的输出是一个辅助的控制变量。
本系统控制的目的不仅使系统的输出响应具有良好的动态性能，且在稳态时，系统的被控制量等于给定值，实现无差调节。
当有扰动出现于副回路时，由于主对象的时间常数大于副对象的时间常数，因而当被控制量（下水箱的液位）未作出反映时，副回路已作出快速响应，及时地消除了扰动对被控制量的影响。
此外，如果扰动作用于主对象，由于副回路的存在，使副对象的时间常数大大减小，从而加快了系统的响应速度，改善了动态性能。
本实验系统结构图和方框图如图所示。
图1 水箱液位串级控制系统(a)结构图 (b)方框图四、实验内容与步骤1、本实验选择中水箱和下水箱串联作为被控对象（也可选择上水箱和中水箱）。
实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F1-1、F1-2、F1-7全开，将中水箱出水阀门F1-10开至适当开度（40%～90%）、下水箱出水阀门F1-11开至适当开度（30%～80% 要求阀F1-10稍大于阀F1-11），其余阀门均关闭。
2、按照实验图接线，将主、副控仪表设置为自动，主控制器Sn=33,addrss=1，CF=0 ，DF=0；副控制器Sn=32,addrss=2，CF=8，DF=0；合上三相电源空气开关，磁力驱动泵上电打水，上位机的主控制器，下水箱的液位设定值8—15cm。
液位控制系统课程设计.
目录第1章系统总体方案选择 (5)第2章系统结构框图与工作原理 (7)2.1 系统机构框图 (7)2.2 工作原理 (8)第3章各单元软硬件 (9)3.1 模拟控制对象系统 (9)3.2 控制台 (9)3.3 上位机及控制软件系统 (9)3.4 模拟量输入模块ICP-7017 (10)3.5 模拟量输出模块ICP-7024 (11)3.6 电动调节阀 (11)3.7 液位传感器 (12)第4章软件设计与说明 (13)4.1 用户窗口 (13)4.2 实时数据库 (16)第5章系统调试 (17)5.1 设备连接 (17)5.2 系统调试 (17)5.3 调试结果 (18)5.3 注意事项 (19)第6章总结 (20)附录程序清单 (21)第1章系统总体方案选择随着工业生产的迅速发展，工艺条件越来越复杂。
对过程控制的要求越来越高。
过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。
由于工业过程的复杂、多变，因此其特性多半属多变量、分布参数、大惯性、大滞后和非线性等等。
为了满足上述特点与工艺要求，过程控制中的控制方法是十分丰富的。
通常有单变量控制系统，也有多变量控制系统，有复杂控制系统，也有满足特定要求控制系统。
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，所以采用管道流量控制系统进行设计。
管道流量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。
管道流量控制系统是最简单、最基本、最成熟的一种控制方式。
管道流量控制系统根据被控量的系统、液位管道流量控制系统等。
管道流量控制系统的结构比较简单，所需的自动化装置数量少，操作维护也比较方便，因此在化工自动化中使用很普遍，这类系统占控制回路的绝大多数。
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)1.4 国内外研究现状 (5)1.5 论文结构 (6)2. PLC控制系统基础 (7)3. 液位控制系统需求分析 (9)3.1 系统概述 (10)3.2 系统功能需求 (11)3.3 系统性能指标 (12)3.4 系统设计约束 (14)4. 液位控制系统硬件设计 (15)4.1 硬件组成及连接方式 (17)4.2 传感器选型及安装方式 (18)4.3 执行器选型及安装方式 (20)4.4 PLC选型及安装方式 (22)4.5 电气接线及调试 (24)5. 液位控制系统软件设计 (24)5.1 软件架构设计 (26)5.2 控制算法设计 (28)5.3 PLC程序编写 (29)5.4 仿真与调试 (31)6. 系统集成与测试 (33)6.1 系统集成方案设计 (34)6.2 系统测试与验证 (36)6.3 结果分析与讨论 (37)7. 结论与展望 (38)7.1 研究成果总结 (39)7.2 进一步研究方向建议 (40)1. 内容概述本毕业设计论文旨在深入研究和探讨基于可编程逻辑控制器（PLC）的液位控制系统设计与实现。
通过系统化的设计流程，结合理论分析与实际应用，全面阐述PLC在液位控制中的关键作用及其优化策略。
随着工业自动化技术的不断发展，液位控制作为工业生产过程中的重要环节，其精确性和稳定性对于保障产品质量和生产效率具有至关重要的作用。
PLC作为一种高效、可靠的工业控制设备，在液位控制领域得到了广泛应用。
本研究将围绕基于PLC的液位控制系统展开深入研究。
PLC具有强大的数据处理能力，能够实时监控液位变化，并根据预设的控制算法输出相应的控制信号。
PLC的可靠性高、抗干扰能力强，能够在恶劣的工业环境下稳定运行。
PLC还具有易于扩展和维护的特点，便于用户根据实际需求进行系统升级和改造。
组态王液位控制
组态王课程设计报告—液位控制系统设计姓名：XXX班级：XXX学号：XXX1、引言自动化软件在自动化产品的研发过程中有着举足重轻的地位，尤其在科学技术飞速发展的今天，自动化软件的应用越来越受到人们的重视。
本文利用组态王强大的组态功能和友好的人机界面实现了对供水系统中水塔和储水箱的实时监控，并且具有一定的工程应用价值。
2、关于组态王的概述组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控设计、现场操作以及工厂资管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。
它基于Microsoft Windows XP/NT/2000 操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。
采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。
它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。
组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成：工程管理器：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。
工程浏览器：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。
运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。
系统监控画面设计3、设计步骤3、1 工程建立可按如下步骤建立工程：打开组态王软件，进入工程管理器窗口，单击新建按钮进入新建工程向导，选定新建工程的存储路径，并将其设为当前工程。
3、2 建立画面1、进入新建立的工程，在工程浏览器中，单击新建窗口按钮：2、输入新建窗口名称，单击确定按钮，完成画面的建立。
3、3 设备定义把地理上分散的物理硬件在软件上变成集中的逻辑硬件3、4 建立数据库本系统假定主水箱满液位为100，而水塔容量相对于主水箱来说应该大很多，为了明显起见，我们选水塔容量为500.当水塔液位低于100时水塔进水，主水箱液位低于20时水塔自动供水，高于90时供水关闭。
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计算机控制系统课程设计说明书储水罐液位控制系统设计学生姓名学院名称学号班级专业名称指导教师2014年6月3日摘要本文主要设计了一种液位控制器，它以8051作为控制器，通过8051单片机和模数转换器等硬件系统和软件设计方法，实现具有液位检测报警和控制双重功能，并对液位值进行显示。
本系统是基于单片机的液位控制，在设计中主要有水位检测、按键控制、水位控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现液位控制。
主要用水位传感器检测水位，用六个控制按键来实现按健控制，用三位7段LED显示器来完成显示部分，用变频器来控制循环泵的转速，并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。
把这些信号与单片机中内部设定的值相比，以判断单片机是否需要进行相应的操作，即是否需要开启补水泵或排水泵，来实现对液面的控制，从而实现单片机自动控制液面的目的。
本设计用单片机控制，易于实现液位的控制，而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便、等优点。
关键词8051单片机；模数转换；水位控制；自动控制目录1绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外研究的现状 (1)1.3题目说明 (2)1.4系统的总体研究方案 (3)1.4.1系统硬件总体方案 (3)1.4.2 系统软件总体方案 (3)2 控制系统结构框图与工作原理 (4)2.1结构框图 (4)2.2工作原理 (4)3系统模型的建立 (5)4系统硬件设计 (7)4.1微控制器选择 (7)4.1.1 80C51电源 (7)4.1.2 80C51时钟 (7)4.1.3 80C51 控制线 (7)4.1.4 80C51 I/O接口 (8)4.2 A/D转换器选择 (9)4.3 D/A转换的选择 (10)4.4传感器与执行机构选型设计 (11)4.4.1液位控制系统 (11)4.4.2液位传感器设计 (12)4.5 80C51单片机外围电路设计 (13)4.5.1复位电路 (13)4.5.2自动报警电路 (13)4.5.3振荡电路 (14)4.5.4数码管显示电路 (14)4.6水泵选择及其电路的设计 (15)4.6.1水泵选择 (15)4.6.2 电机驱动电路的设计 (15)5 系统软件的设计 (16)5.1软件设计流程图 (16)5.2 软件主函数 (17)5.3电路图和仿真图 (18)6结论 (20)参考文献 (21)附录 (22)附录1 (22)附录2 (23)1绪论1.1课题背景液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。
在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。
液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。
液体的液位的自动控制，是近年来新开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物，工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制，微机控制有以下明显优势：1、直观而集中的显示各运行参数，能显示液位状态。
2、在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值，并修改系统的控制参数，可以方便的改变液位的上限、下限。
3、具有水体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、安全性综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。
单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。
单片机自问世以来，性能不断提高和完善，体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。
一般工业控制系统的工作环境差、干扰强，利用单片机控制就能克服这些缺点，因此单片机在控制领域得到广泛的应用，使用单片机控制液体液位是很好的选择。
1.2国内外研究的现状目前我国在单片机测控装置研究、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，更多科研究所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，着重生产实际的很少。
在上海，新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚，在生产过程中需要新型的测控装置与系统，因此在不断的努力研究与开发。
上海的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究，对理论、算法和成果的论文较少;深圳在研制新型的测控装置与系统领域也比较有成就，尽管与其他国家比较尚有差距，但是，深圳的高校、研究院所的最大的特点就是实际，与生产实际应用项目无关的问题基本不去考虑，主要考虑选取什么材料，测控什么物理量，优点是什么，与机器设备的通讯接口等等。
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，并在不断的摸索中前进，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。
1.3题目说明被控系统为一储水罐。
系统如图1-1所示，储水罐内为清水，下部设有出水管，流量记为Q2。
储水罐通过水泵将清水池内的清水补入罐内，流量记为Q1，清水池内的水位可视为固定值2米（即在储水罐补水过程中液位不变化）。
已知储水罐的截面积A=1平方米，高度H=2米，要求控制目标液位高度为1米。
Q图1-1 蓄水罐液位控制系统要求：1、控制系统调节时间ts≤2分钟，超调量≤10%。
2、设计人机接口实时显示。
1.4系统的总体研究方案本设计是采用8051单片机为核心芯片，及其相关硬件来实现的水体液位控制系统，在用液位传感器测液位的同时， CPU循环检测传感器输出状态，并用3位七段LED显示示液位高度，检测液位数据，实施报警安全提示，当水体液位低于用户设定的值时，系统自动打开泵上水，当水位到达设定值时，系统自动关闭水泵或打开排水泵。
1.4.1系统硬件总体方案系统的原理是采用发光二极管和光敏三级管所组成的液位传感器对液面进行控制，通过四对传感器分别安装在现场的四个不同的位置，由上至下测量水体的液位值。
并把这四个液位状态通过模数转换器ADC0809传到单片机中，在通过3位七段LED显示器显示出液位的四种状态及报警安全提示。
用LED显示是因为它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、光电转换效能高、寿命长等特点。
根据当前的液位值和用户设定的水位决定是否进行开、关水泵，需要是否开启和关闭驱动阀门的电动机。
1.4.2 系统软件总体方案水位检测是通过四对由发光二极管和光敏三极管所组成的液位传感器分别安装在四个不同的位置，由上至下四个输出端口分别接单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口，实时对水位进行检测。
当水位到达某一光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出高电平；反之，其输出端口就向单片机输出低电平。
由上至下的第一个位置为水位上限报警线，即当水位高于此位置时，开水阀控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀有可能出故障；第二个位置是自动停止加水线，即当水位高于此位置时，控制系统会自动关闭加水电磁阀，停止加水；第三个位置是自动加水线，即当水位低于此位置时，控制系统会自动接通加水电磁阀，开始加水；第四个位置是当水位低于此位置时，控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀可能出故障。
本系统所使用的传感器性能稳定，测量准确，大大简化现场安装，具有较高的性价比，有较大的工程应用价值。
其优越性主要在于：首先，通过对水体液位进行的简易方便的操纵，可以准确得控制水泵进行添加水或放水以适应工作的需要，操作简单，经济效益好。
其次，水体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，工业以及其他方面的微机控制必将得到更加广泛的应用。
2 控制系统结构框图与工作原理2.1结构框图将模拟过程控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了一个典型的基于计算机的控制系统。
图2-1结构框图 2.2工作原理打开电源、启动抽水泵后，水箱液位开始上升，液位传感器实时采集液位数据，并将所采集到的数据经A/D 转换后，送至比较器与设定值（1m ）比较，控制器根据比较结果输出相应控制值，经D/A 转换成模拟量后，驱动控制电动调节阀开度，从而调节水箱液位。
水位检测是通过四对由高亮度发光二极管和光敏三极管所组成的液位传感器分别安装在四个不同的位置，由上至下四个输出端口分别接单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口，实时对水位进行检测。
当水位到达某一光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出高电平；当水位低于此光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出低电平。
由上至下的第一个位置为水位上限报警线，即当水位高于此位置时，开水阀控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀有可能出故障；第二个位置是自动停止加水线，即当水位高于此位置时，控制系统会自动关闭加水电磁阀，停止加水；第三个位置是自动加水线，即当水位低于此位置时，控制系统会自动接通加水电磁阀，开始加水；第四个位置是水位下限报警线，即当水位低于此位置时，控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀可能出故障。
水箱液位3系统模型的建立此系统是一个典型的一阶系统。
储水罐相当于一个流体容器，由物质守恒可以得到：in out Q = Q + Q 式（2.1）式中 Q ——表示储水罐中保留的水量；in Q ——表示流入储水罐的水量；out Q ——表示流出储水罐的水量。
假设A 是储水罐的横截面积，h 为储水罐中水位的高度则式（2.1）可写成：in out Q = A + Q dh dt 式（2.2）出水流量取决于储水罐的流量系数，储水罐的液位高度，储水罐的出水口面积，和重力常数。
即：out d Q = C 式（2.3）式中Cd ——表示储水罐出口的流量系数；a ——表示储水罐的出水口面积；g ——表示重力常数（9.8m/s2）。
结合式（2.2）、式（2.3）我们能得到:in d Q = A C dh dt +式（2.4）假设in Q 是个常数则出水流量将达到一个稳态值0out Q Q =，水位高度也将能达到一个恒定值。
0d Q = C 式（2.5）我们假设in Q 有个小的扰动值，我们能得到：in in 0Q Q Q δ=- 式（2.6）同时液位高度也将会有小的扰动：0h h h δ=- 式（2.7）将式（2.6）、式（2.7）带入式（2.4）我们可以得到：d in 0A C Q Q d h dt δδ+=+ 式（2.8）应用泰勒级数将式（2.8）线性化，泰勒级数：00220002()()()().....1!2!x x x x x x x x df d f f x f x dx dx ==--=+++ 式（2.9）取泰勒级数第一级得到：000()()()x x dff x f x x x dx =-≈- 式（2.10）将式（2.8）用式（2.10）线性化后得到： 00A 2in Q d h h Q dt h δδδ+= 式（2.12）对式（2.12）进行拉普拉斯变换，我们可以得到：00()1()2in h s Q s As Q h =+ 式（2.13）带入数据可得： ()1()0.1in h s Q s s =+ 式（2.14）电机的电气方程：()a a a a a e di L u i r C t dt =--Ω 式（2.15） 电机的机械方程：()L d t J T T dt Ω=- 式（2.16） 式中 e C ——表示电机电势系数；a r ——表示电枢电阻；a u ——表示电枢电压；a i ——表示电枢电流；a L ——表示电枢电感；J ——表示折算到轴上的转动惯量；T ——表示电动机电磁转矩；L T ——表示负载转矩；将式式（2.15）、式（2.16）式进行拉式变换可以得到转速和输入电压的 传递函数：21()()()1e c m l m s C H s U s T T s T s Ω==++ 电机经验公式：30N N a e N U I R C n π-=2375m e m GD R T C C = 30m e C C π= a l a L T R =得出该电机的传递函数为：230.139()0.0001630.01731H s s s =++4系统硬件设计4.1微控制器选择此设计采用Ateml 80C51作为控制芯片。