液位控制系统课程设计

液位控制系统课程设计 液位控制系统课程设计是根据课程设计要求，系统至少能够实现三种控制算法，本设计采用了常规PID算法、带死区PID算法和积分分离PID算法。该系统采用双层网络结构，上层为管理监控层，系统程序运行于该层的 PC 机上，负责实时监控程序的运行情况，在线调整控制算法和控制参数；下层为过程控制执行层，由虚拟网络控制器和过程控制对象组成，该层负责接收监控管理层下达的控制命令，经控制器处理后作用于电子阀门，控制进入水箱的流水速度，并将水箱的液位信息采集上来，经过控制器的处理后上传到监控管理层。 在该系统中，虚拟网络控制器采用 Compact FieldPoint 2120（简称 CFP-2120），该控制器是一个智能的以太网控制器接口模块，具有串行接口、以太网接口和串口接口，能够与其他 CFP-21xx 智能 FieldPoint 控制器或基于以太网的设备进行同等级通信。CFP-2120 控制器可以运行 PID 控制回路、驱动阀门及电机，并可进行测量、实时分析和仿真、记录数据及基于串口、电话和以太网等方式的通信。 在过程控制层，CFP-AIO-610 模拟量输入输出模块用于从工业传感器和发射器测量 10 路电压或毫安电流的闭环，且可输出 4 路 0 到 10V 或±10V 的电流以控制阀门、量表和其他工业激励器。该模块具有低通道数系统或 PID 控制的理想选择，内部更新率达 1.4 kHz，并包含满量程和板载诊断的功能，从而确保无故障安装和维护。 液位控制对象由三个相同大小的容器、液位检测变送仪表及执行机构组成，配套的仪表屏上安装了配有带连接信号插座孔的整个工艺过程模拟流程图。该装置配有三个单回路调节器 C1、C2 和 C3，控制输出信号为 4~20mA，每个调节器设有三对插座孔（＋，－插孔）。 在该系统中，液位变送器为 LSRY 或 LSRT，1# ~3#输入量程均为 0~100mmH2O，变送输出为 4~20mA。电子式电动调节阀为电子小流量调节阀，电动调节阀输入 4~20 mA 电流信号，对应阀门输出开度 0~100%。 通过该系统，可以实现液位控制的自动化管理，提高生产效率和产品质量，同时降低人工操作的可能性和错误概率。