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摘要：本次毕业设计的课题是基于PLC的液位控制系统研究。在现代工业生产工艺中，有很多生产领域，经常需要贮槽，贮罐，水池等容器中的液位进行监控，而传统的继电器控制可靠性差，自动化程度不高，目前已有许多企业采用先进控制器代替传统控制器，很大程度上提高了控制系统的可靠性和自动化程度，为企业提供了巨大便利，也增加了生产安全性。41628
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可编程控制器(Programmable Logic Controller---PLC)是一种应用广泛非常的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合液位控制的要求。
本次毕业设计研究的基于PLC的液位控制系统，是通过液位传感器检测信号，并将信号传送至PLC，经过A/D转换成数字信号，由PID调节器经PID算法后将控制量经过D/A转换成水泵电机转动信号，控制电机转速，来完成控制液位的目的。
毕业论文关键词：PLC；PID；液位控制；自动控制；传感器
正文：
文献[1]以水箱液位控制系统为实际被控对象，采用的是THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台。建立双容水箱的数学模型并设计不同的控制算法在Matlab中分别对其进行仿真研究。然后在Labview中通过调用Matlab Script节点与Matlab进行通信，实现水箱液位系统的试验控制进行算法研究。设计了以动态矩阵算法为控制核心的水箱液位控制系统。
文献[2]以双容液位水箱为控制对象，结合双容液位控制装置的特点，采用串级控制方案进行控制。采用常规ＰＩＤ控制算法作为液位控制系统的控制算法，采用力控组态软件对监控其控制过程。实践证明，基于Ｓ７－２００ＰＬＣ液位串级控制系统，能够高效完成生产任务、实现控制目的与要求。人机界面稳定、友好、便于操作与观测，也可实现远程监控及诊断，系统安全、可靠、稳定，具有较高的使用价值与现实意义。
文献[3]采用PLC为主控制器、变频器为执行器,MCGS监控软件为人机交互界面,设计了一套液位控制系统,并利用西门子S7-200PLC的PID参数自整定功能实现了控制参数的在线自调整。MCGS监控软件构成了控制系统的操作站,可以实现实时数据采集、控制参数输入、控制模式转换等多项功能。
文献[4] 将模糊控制器与PID控制器结合起来,选取合适的隶属度函数和模糊控制规则,分析输入变量的量化因子和输出变量的比例因子在模糊控制系统中对系统性能的影响,离线计算出模糊控制规则表,利用S7-300PLC设计一个液位模糊PID控制器。通过在单容水箱进行实际液位控制实验,并用WINCC对系统进行监控,实验结果表明,采用模糊PID控制的水箱液位,具有良好的动静态性能。
文献[5]以双容水箱液位控制系统为对象，在系统设计、建模与仿真、控制器设计、实验测试和监控平台开发等方面进行了系统的研究工作。研究了基于NCS4000的水箱液位控制系统，对系统总体结构、工艺流程、各组成部分作了详细设计，并介绍了多容水箱液位控制系统的研究与应用现状。阐述了系统机理建模的基本思想与方法，对单容水箱与双容水箱液位控制对象进行建模，采用机理建模与系统辨识相结合的方法得出系统的精确模型，进而设计了PID控制器，并进行了系统仿真实验与性能分析。对模糊PID控制进行介绍，基于改进增量式PID控制的不足之处，设计了水箱液位模糊PID控制控制器。仿真实验和物理实验结果表明所设计的模糊PID控制器能够使控制对象快速稳定地达到控制指标，提高水箱液位控制系统的控制性能。
文献[6]将模糊控制器与PID控制器结合起来,选取合适的隶属度函数和模糊控制规则,分析输入变量的量化因子和输出变量的比例因子在模糊控制系统中对系统性能的影响,离线计算出模糊控制规则表,利用S7-300 PLC设计一个液位模糊PID控制器。在单容水箱进行实际液位控制实验,并用WinCC对系统进行监控。实验结果表明:采用模糊PID控制水箱液位,系统具有良好的动静态性能。