【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 28 頁 第 7 章 模型仿真和實(shí)驗(yàn) Simulink 仿真 Simulink 是用于 MATLAB 下建立系統(tǒng)框圖和仿 真的環(huán)境。 上升時(shí)間 tr 約為 25s。 Ki 越大 , 系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快。但對(duì) PLC 而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲(chǔ)的信息可能被破壞。 （ 3）電源調(diào)整與保護(hù) ——對(duì)微處理器這個(gè)核心部件所需的 +5V 電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過電壓、欠電壓的影響。一旦故障條件消失，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來的程序工作。 2 .通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便 PLC 品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。通過閱讀 PLC 的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。并且由于 PLC 的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 為了消除二者之間由于。并且，由于 PLC 的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。它要求能承受幅值為 1000V，上升時(shí)間 1nS，脈沖寬度為 1μS 的干擾脈沖。以便及時(shí)進(jìn)行處理。 （ 1）屏蔽 ——對(duì)電源變壓器、 CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動(dòng)等引起的故障。 Kp 越大 , 系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快 , 系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高 , 但易產(chǎn)生超調(diào) , 甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。從上圖可以觀察到其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 。39。待液位達(dá)到平衡后 , 記錄此時(shí)的實(shí)驗(yàn)參數(shù) : Qi = / h, 上、中、下水箱的液位分別為 % 、 %、 %。1 2 2 3 1 3 1 2 33 3 31 2 3 1 2 33221 2 3 1 211iR R R R R R R R RAh h hR R R AR R RhQA R R R A R R? ? ? ????? （ 610） 按照流體力學(xué)原理，水箱流出量 Q0與出口靜壓有關(guān)，同時(shí)還與調(diào)節(jié)閥門的阻力R 有關(guān)，假設(shè)三者之間的變化關(guān)系為 ： （ 611） 流體在一般流動(dòng)條件下 , 液位 h 和流量 Q0 之間的關(guān)系是非線性的 , 如下圖所示。 h h h 3 分別為上、中、下三個(gè)水箱的液位。 ( 2) 啟動(dòng)水泵 , 上水箱注水 。所以通過實(shí)驗(yàn)來建立三容水箱的數(shù)學(xué)模型為液位控制提供了理論依據(jù)。 綜合 下面討論極點(diǎn)配置問題，根據(jù)指定極點(diǎn)所設(shè)計(jì)的狀態(tài)反饋增益矩陣是惟一的。 Qc=ctrb(A,B) Qc = 2 2 0 2 rank(Qc) ans = 2 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 21 頁 由上述結(jié)果可知，系統(tǒng)的可控性判別矩陣的秩為 2，與系統(tǒng)維數(shù)相同，所以系統(tǒng)是能控的。 C1=[1 0]。 step(G)。 G=feedback(G0*Gc,1)。 grid on。 kp=。 t=0::20。 hold on。 P=[ 1 ]。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 10 頁 三容水箱控制方法 如果三容水箱采用雙閉環(huán)控制，其系統(tǒng)框架圖如下 ： 圖 44 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)框架圖 一般認(rèn)為，雙閉環(huán)系統(tǒng)的抗 干 擾性能好于單閉環(huán)。 一般的 PID 控制，就是要確定 kp、 T1和 TD 這三個(gè)參數(shù)，并在控制過程中對(duì)這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最優(yōu)控制。自從計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域以來，用數(shù)字計(jì)算機(jī)取代模擬計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)器組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，不僅可以用軟 件的方法實(shí)現(xiàn) PID 控制算法，而且可以利用計(jì)算機(jī)的邏輯功能，使 PID 控制算法更加靈活，這就是數(shù)字 PID 控制。 6) 在界面上修改設(shè)定值，選擇菜單項(xiàng) “操作 開始控制 ”開始控制過程。 3）開關(guān)電源 。曲線外形類似于坐標(biāo)紙， X軸代表 時(shí)間， Y軸代表變量值。其中， op2變量為 I/O通訊串口設(shè)備 ICP7024的 DA0通道連接的變量， a變量為程序標(biāo)志變量， set變量為啟動(dòng)儀表指示變量， opl變量為計(jì)算的輸出值變量，大水箱液位 pvl變量為大水箱液位測量值， pvx變量為 測量 前值變量，大水箱液位 SVl變量為大水箱液位給定值， SVl變量為設(shè)定值變量， ei變量為偏差變量， k變量為比例系數(shù)變量， q0變量為比例項(xiàng)變量， ti變量為積分系數(shù)變量， q1變量為積項(xiàng)變量， mx變量為積分前值變量， td變量為微分時(shí)間常 數(shù)變量，q2變量為微分項(xiàng)變量。然后點(diǎn)擊確定按鈕， ⅢⅡ 出現(xiàn)一個(gè)畫面。 因此在用組態(tài)王畫面開發(fā)系編制應(yīng)用程序時(shí)，要依據(jù)此過程考慮三個(gè)方面。系統(tǒng)通過智能模塊將 液位的檢測量采集到組態(tài)王對(duì)應(yīng)變量中，由組態(tài)王統(tǒng)一管理給出系統(tǒng)各部分運(yùn)行趨勢、報(bào)表及報(bào)警事件，并通過與給定的液位設(shè)定比較來控制入水量。畫面 的開發(fā)和運(yùn)行由工程瀏覽器調(diào)用畫面制作系統(tǒng) TOU CHMAK和工程運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVEW來完成的。反映了控制現(xiàn)場的狀況，設(shè)計(jì)復(fù)雜的動(dòng)畫顯示現(xiàn)場的操作狀態(tài)和數(shù)據(jù)。每一個(gè)驅(qū)動(dòng)都是一個(gè) COM對(duì)象，這種方式使驅(qū)動(dòng)和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，既保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)有了很強(qiáng)的擴(kuò)展性。 (2) 了解 PID 控制的基本概念。 隨著控制技術(shù)的發(fā)展，良好的人機(jī)接口 已經(jīng)成為廣大工業(yè)客戶的迫切要求，而在工程項(xiàng)目的實(shí)際設(shè)計(jì)中，如何提供一個(gè)直觀，實(shí)時(shí)，有效、可靠的人機(jī)接口也日益受到工程人員的高度重視。安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 I 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 plc 與組態(tài)王軟件三容水箱研究 摘 要 三容水箱是較為典型的非線性時(shí)延對(duì)象 。 關(guān)鍵詞 ：組態(tài)王；水箱液位；監(jiān)控系統(tǒng)； 三容水箱；模糊 PID 控制 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 II 頁 Abstract Threetank water is a typical nonlinear and delayed plant which has a very strong background of industry, for the whole or part of many controlled objects can be extracted as mathematic model of threetank water. Research on modeling and control of the threetank water has a far theoretical significance and practical this paper, the water tank fluid position control system is designed and tested using Kingview. The structure of this system， the design of HMI and the result of experiment are introduced in the paper． It is proven that this system have features in friendly interface， running steadily， easy to operate and improved control quality． In this paper， the design is the main PID control three let water tank. we use the critical ratio control scheme to set the PID controller parameters, upper monitor software using three dimensional force control configuration software. which can make the system work in realtime and show speed curves. Key words： Kingview； water tank fluid position； control system ； Three Tanks ； fuzzy PID control 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 III 頁 目 錄 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 第 2 章 組態(tài)王系統(tǒng) ............................................................................................ 2 組態(tài)王軟件簡介 ..................................................................................... 2 液位控制系統(tǒng)和 THJ2 型儀表過程控制 ............................................. 3 系統(tǒng)制作過程和系統(tǒng)界面概述 ............................................................. 3 設(shè)計(jì)圖形界面 ............................................................................... 4 建立數(shù)據(jù)庫 ................................................................................... 4 動(dòng)畫連接 ....................................................................................... 4 系統(tǒng)趨勢曲線 ............................................................................... 5 第 3 章 三容水箱系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) .................................................................... 6 三容水箱的原理結(jié)構(gòu) ............................................................................ 6 三容水箱的操作步驟 ............................................................................ 7 第 4 章 PID 控制的理論基礎(chǔ) ............................................................................. 7 PID 控制原理 .......................................................................................... 7 三容水箱控制方法 ......