本资源内容包括：开题报告
一、《水箱液位与进水流量串级控制系统设计》-资源截图
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1 水箱液位与进水流量串级控制系统设计 题目来源 教师提供选题。 |
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2 主要研究内容 本课题针对液位控制系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件设计上位机监控画面，针对液位控制系统进行水箱液位与进水流量串级控制方案设计，并模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统对液位信号进行采集，以工控组态软件组态王上位机监控画面，实现给定值、干扰值。PID控制参数实时调节和控制变量、被控变量的实时显示。 |
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3 开题依据 随着水箱在生活中的广泛应用，如居民房顶水箱供水，饮料加工厂的液体存储箱，化工工厂中燃料的调配等都涉及到水箱也为控制问题，如用人工控制，不仅效率低操作繁琐，且易造成空箱，溢水等现象。因此对于水箱设计的优化至关重要，同时水箱的控制革新也会促进节约用水，合理用水的低碳生活理念的发展。 许多公司生产中都会用到水箱系统，它的性能和工作质量的优良不仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全，在过去，大量的对水箱操作是由人工或者机械系统进行操作的，这样的工作方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控水箱的环境，夜间的控制等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监控器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危及到生产人员的人身安全等，还有控制装置故障多，错误动作多，且只能单独控制，与计算机进行通信较难实现。所以由以上我们可以知道，在对水箱进行控制工作时，如果能够按照要求，使用精密且按照生产规定运行的自动化系统，可很大程度上的保护操作者的生命安全，降低事故的发生概率，从而大大提高生产的效率，并且能够减少不必要的浪费。 另一方面，中国是一个资源平穷国家，我国大部分能源需要从其他国家进口，尤其是水资源，中国人均水资源占有仅为世界平均水平的28%。目前，全国年平均缺水约为400亿立方米，2/3的城市不同程度缺水，地下水超采区面积达19万平方公里，水功能区达标率仅42%。水资源的保护已经刻不容缓了，而每年因为水箱的老旧或设备的非智能化，造成数以万吨的水资源浪费。那么就要提高生产技术，积极改革生产工艺，降低单位产品生产的水量，减少生产用水量和工业废水排放量。通过采用水箱控制的自动化和水位监测，可以大大改善补水过多和及时补水的情况，同时也能节约水资源的浪费，降低生产成本。 水箱系统是典型的过程控制实验设备之一，在国外很多著名的大学和实验室都已经得到了广泛的应用。例如德国杜伊斯堡大学、英国剑桥大学、牛津大学、韩国首尔大学、中国清华大学、哈尔滨工业大学等高校都引进了水箱控制系统实验装置。它不仅可以作为液位过程控制的实验装置，还可以应用到非线性控制和故障诊断的研究项目中。 在德国杜伊斯堡大学测量与控制系的研究者使用DTS200模型成功的测量非线性解耦方法和基于模型的故障诊断方法[1]。Noura Hassan用三容水箱液位控制系统作为实验模型对执行器容错控制的设计进行研究[2]；又如R.Sehab以双容水箱液位控制系统为研究对象提出来一种用于非线性系统的模糊PI监控器的设计报告[3]。 液位是工业生产中最常见的控制参数之一，而液位控制也是过程控制中的典型案例。液位控制得好坏直接影响产品的质量，甚至成为产品制造成败的关键，所以液位控制具有广泛的实际应用价值和应用前景[4]。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算控制的电子装置，随着其功能的不断完善和性价比的不断提高，其应用面也越来越广。PLC具有A/D和D/A转换功能，能完成对温度、压力、液位和流量等模拟量的调节与控制。现代大中型PLC一般都配备了PID控制模块，可实现闭环过程控制。当控制过程中某个变量出现偏差时，PLC能按照PID计算出正确的输出去控制生产过程，把变量保持在设定值上[5]。 本设计就是进行水箱液位与进水流量串级控制系统设计，主要是利用PID控制方法控制水箱的液位。PID控制作为智能控制中的一个子系统，它的发展和应用是相当迅速的。自从1965年美国L.A.Cadenza教授首先提出PID集合和PID控制的概念后，许多国家都投入了大量的研究人员对PID理论和PID控制进行研究。 |
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4 起止时间和进度安排 起讫日期 主要工作内容 2016.10.24-2016.10.30 选题、调研、收集资料 2016.10.31-2016.11.27 论证、开题、撰写开题报告 2017.02.13-2017.03.06 查阅PLC、液位控制、串级控制系统等相关资料 2017.03.07-2017.03.13 设计系统的构成与工作原理 2017.03.14-2017.03.20 水箱液位与进水流量串级系统的硬件设计 2017.03.21-2017.03.27 PLC的类型选择与I/O口分配 2017.03.28-2017.04.03 PLC程序编写 2017.04.04-2017.04.10 PLC程序编写 2107.04.11-2017.04.17 PLC程序调试 2017.04.18-2017.04.24 软件系统仿真界面设计 2017.04.25-2017.05.01 系统整体调试 2017.05.02-2017.05.08 系统整体调试与完善 2017.05.09-2017.05.22 撰写、定稿、打印毕业设计说明书 2017.05.23-2017.05.29 毕业设计（论文）答辩 |
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5 预期成果及其形式 （1）开题报告； （2）毕业设计论文，字数不少于1.5万字，有中英文摘要； （3）系统的系统方框图、电路原理图、电路板图； （4）调试通过的程序清单； （5）系统调试通过（实物或仿真）画面； （6）英文翻译一份 以上毕业设计资料纸质版（A4）和电子版（刻录在光盘上）各一份。 ***************** ************** |
