双水泵液位控制系统的设计（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）双水泵液位控制系统的设计系统工艺流程图如下：双水汞液位控制系统I\O点数分配：输入输出传感器Y1X1当传感器检测到水位时，为‘‘1”电动机M1继电器Y1传感器Y2X2当传感器检测到水位时，为‘‘1”电动机M2继电器Y2传感器Y3X3当传感器检测到水位时，为‘‘1”电磁阀F2Y3传感器Y0X0当传感器检测到水位时，为‘‘0”蜂鸣器Y4启动开关X4运行热继电器Y5停止开关X5停止外部接线图：电动机M2继电器电动机M1继电器传感器Y3传感器Y2传感器Y1传感器Y0电磁阀F2热继电器蜂鸣器启动开关停止开关X0X1X2X3COMY4Y3Y2Y1Y5220VPLCX4X5梯形图：说明：（1）当上水箱液位低于Y3时，即X1~X2~X3=ON，[Y1、Ｙ2、Y3]=ON[Y4、Y5]=OFF（2）当上水箱液位升至Y2时，即X2、X3=OFF，X1=ON，Y2、Y3=OFF，Y1=ON，[Y4、Y5]=OFF（3）当上水箱液位升至Y1时，即Y1、Y2、Y3=OFF，Y4、Y5=OFF（4）当下水箱液位降至Y0时，即X0=OFF，Y4、Y5=ON指令表：双容水箱液位串级控制系统设计1.设计题目双容水箱液位串级控制系统设计2.设计任务图1所示双容水箱液位系统，由水泵1、2分别通过支路1、2向上水箱注水，在支路一中设置调节阀，为保持下水箱液位恒定，支路二则通过变频器对下水箱液位施加干扰。试设计串级控制系统以维持下水箱液位的恒定。1图1双容水箱液位控制系统示意图3.设计要求1）已知上下水箱的传递函数分别为：Gp1(s=∆H1(s∆H2(s∆H2(s21，Gp2(s=。===∆U1(s5s+1∆Q2(s∆H1(s20s+1要求画出双容水箱液位系统方框图，并分别对系统在有、无干扰作用下的动态过程进行仿真（假设干扰为在系统单位阶跃给定下投运10s后施加的均值为0、方差为0.01的白噪声）；2）针对双容水箱液位系统设计单回路控制，要求画出控制系统方框图，并分别对控制系统在有、无干扰作用下的动态过程进行仿真，其中PID参数的整定要求写出整定的依据（选择何种整定方法，P、I、D各参数整定的依据如何），对仿真结果进行评述；3）针对该受扰的液位系统设计串级控制方案，要求画出控制系统方框图及实施方案图，对控制系统的动态过程进行仿真，并对仿真结果进行评述。4.设计任务分析系统建模基本方法有机理法建模和测试法建模两种，机理法建模主要用于生产过程的机理已经被人们充分掌握，并且可以比较确切的加以数学描述的情况；测试法建模是根据工业过程的实际情况对其输入输出进行某些数学处理得到，测试法建模一般较机理法建模简单，特别是在一些高阶的工业生产对象。对于本设计而言，由于双容水箱的数学模型已知，故采用机理建模法。在该液位控制系统中，建模参数如下：控制量：水流量Q；被控量：下水箱液位；控制对象特性：Gp1(s=∆H1(s2（上水箱传递函数）；=∆U1(s5s+1∆H2(s∆H2(s1（下水箱传递函数）。==∆Q2(s∆H1(s20s+1Gp2(s=控制器：PID；执行器：控制阀；干扰信号：在系统单位阶跃给定下运行10s后，施加均值为0、方差为0.01的白噪声为保持下水箱液位的稳定，设计中采用闭环系统，将下水箱液位信号经水位检测器送至控制器（PID），控制器将实际水位与设定值相比较，产生输出信号作用于执行器（控制阀），从而改变流量调节水位。当对象是单水箱时，通过不断调整PID参数，单闭环控制系统理论上可以达到比较好的效果，系统也将有较好的抗干扰能力。该设计对象属于双水箱系统，整个对象控制通道相对较长，如果采用单闭环控制系统，当上水箱有干扰时，此干扰经过控制通路传递到下水箱，会有很大的延迟，进而使控制器响应滞后，影响控制效果，在实际生产中，如果干扰频繁出现，无论如何调整PID参数，都将无法得到满意的效果。考虑到串级控制可以使某些主要干扰提前被发现，及早控制，在内环引入负反馈，检测上水箱液位，将液位信号送至副控制器，然后直接作用于控制阀，以此得到较好的控制效果。设计中，首先进行单回路闭环系统的建模，系统框图如下：在无干扰情况下，整定主控制器的PID参数，整定好参数后，分别改变P、I、D参数，观察各参数的变化对系统性能的影响；然后加入干扰（白噪声），比较有无干扰两种情况下系统稳定性的变化。然后，加入前馈控制，在有干扰的情况下，比较单回路控制、前馈-反馈控制系统性能的变化，前馈-反馈控制系统框图如下：系统实施方案图如下：