網(wǎng)絡環(huán)境下三容水箱液位控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著控制系統(tǒng)規(guī)模的擴大和計算機及通信技術的迅猛發(fā)展，尤其是智能傳感器、控制器和執(zhí)行機構作為獨立的節(jié)點直接與網(wǎng)絡互連，實現(xiàn)了控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化。而過程控制的發(fā)展也趨于在網(wǎng)絡環(huán)境下實現(xiàn)對過程量進行控制。
　　 三容水箱液位控制系統(tǒng)，是一個大慣性、滯后、時變及非線性的復雜系統(tǒng)。這樣復雜的系統(tǒng)應用常規(guī)PID控制，系統(tǒng)的控制精度和魯棒性較差，并且不能在線整定Kp，Ti，和Td三個參數(shù)，又無法滿足對模型未知或慢時變系統(tǒng)的控制要求等問題。

2、　　 本文針對高階液位控制采用模糊PID控制算法，同時也在探索將模糊控制理論應用于網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中的方法，為模糊控制應用于工業(yè)生產(chǎn)提供有益的實踐經(jīng)驗。本文設計了模糊PID控制算法及其改進控制算法，設計了指針尋址查表法實現(xiàn)模糊控制算法的新思路，并設計了相應程序設計。模糊PID算法的出現(xiàn)成功解決了本文液位控制中傳統(tǒng)PID算法無法滿足對模型未知或慢時變系統(tǒng)的控制要求等問題。
　　 本文以三容水箱為控制對象，以西門子S7-300PLC控

3、制器，以MICROMASTER420變頻器和水泵為執(zhí)行機構，液位傳感器為檢測儀表完成控制系統(tǒng)的硬件設計；本文以工業(yè)以太網(wǎng)、Profibus-DP、Profibus-PA三層網(wǎng)絡構建網(wǎng)絡環(huán)境；應用STEP7編程軟件完成了控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡組態(tài)和硬件組態(tài)；應用WinCC軟件完成了控制系統(tǒng)監(jiān)控界面的設計。
　　 為了驗證系統(tǒng)的實時性和各種性能指標，分別用PID算法和模糊PID控制算法對液位進行了階躍響應實驗、抗干擾實驗和控制特性實驗。研究