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SPB2088扩散硅通用压力(液位)变送器概述：SPB2088型压力变送器灵敏度高、精度高、抗过载能力强。
采用进口传感器制造，传感器和放大电路高度集成；采用压铸合金铝表面喷漆壳体，电路零点和增益无须调整；抗干扰能力强，耐酸碱，长期稳定可靠。
工作原理：SPB2088型压力变送器选用进口压力芯片，敏感元件采用扩散或离子注入等工艺形成电阻并连接成惠斯通电桥，用微机械加工技术在电桥下形成压力敏感膜片。
当压力作用在膜片上时，电阻值发生变化并且产生一个与作用压力成正比的线性化输出信号。
我们在惠斯通电桥上加上直流电源，就会产生一个直流电压信号的输出。
经过二次转换线路，实现两线制4~20MA输出。
功能特点：◆稳定性好，满度、零位长期稳定性可达0.2%FS/年。
在补偿温度0～70℃范围内，温度飘移低于0.2%FS，在整个允许工作温度范围内低于0.5%FS。
具有反向保护、限流保护电路，在安装时正负极接反不会损坏变送器，异常时送器会自动限流在35MA以内。
◆固态结构，无可动部件，高可靠性，使用寿命长◆从风压到水、油都可以进行高精度的测量，不受被测介质质量大小的影响。
◆安装方便、结构简单、经济耐用。
主要技术参数：测量范围：0-10KPa～0-120MPa最大过载：标准量程的2倍压力形式：表压、微差压精度等级：0.1%F·S0.3%F·S0.5%F·S 电源电压：24VDC负载电阻：≤500Ω测量介质：蒸汽压力或气体、液体长期稳定性：±0.2%F·S/年环境相对湿度：0～95%补偿温度：0～70℃工作温度：-10～150℃显示方式：LED或LCD（定做）结构特点：外壳：压铸合金铝主体结构材料：１Cr18Ni9Ti压力接口：M20*1.5按用户要求订做。
中南大学《过程控制仪表》课程设计报告设计题目液位控制系统设计指导老师王莉吴同茂设计者龚晓辉专业班级自动化09级05班02号设计日期2012年5月目录第一章过程控制仪表设计的目的意义 (1)1.1 设计目的 (1)1.2课程在教学计划中的地位和作用 (2)第二章液位控制系统实验控制设计与调试 (3)2.1 液位控制系统的工艺及控制要求 (3)2.2 液位系统控制实验方案设计 (5)2.3 系统调试与控制效果 (7)第三章火力发电气泡水位控制系统设计 (8)3.1 火力发电厂生产工艺及控制要求 (8)3.2 系统总体方案设计 (9)3.3 系统硬件设计 (11)3.4 系统软件设计 (14)第四章收获、体会和建议 (16)参考文献第一章过程控制仪表设计的目的意义1.1 设计目的本课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节，是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用。
其目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，使学生通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型，促进学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。
其主要是设计工业生产过程经常遇到的压力、流量、液位及温度控制系统，使学生将理论与实践有机地结合起来，有效的巩固与提高理论教学效果。
1.2课程在教学计划中的地位和作用课程设计对过程控制课程有重要的实践意义，可以加深学生对所学知识的理解与运用。
主要的内容是通过对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计，掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法，进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，进而提高学生解决实际工程问题的能力。
基本要求如下:1. 掌握变送器功能原理，能选择合理的变送器类型型号；2. 掌握执行器、调节阀的功能原理，能选择合理的器件类型型号；3. 掌握PID调节器的功能原理，完成相应的压力、流量、液位及温度控制系统的总体设计，并画出控制系统的原理图和系统主要程序框图。
液位串级控制系统研究与设计本科论文液位串级控制系统研究与设计在工业实际生产中，液位是过程控制系统的重要被控量，在石油﹑化工﹑环保﹑水处理﹑冶金等行业尤为重要。
在工业生产过程自动化中，常常需要对某些设备和容器的液位进行测量和控制。
本设计以过程控制实验室的TKJ-2型高级过程控制实验设备为平台，设计了基于IPC-PLC的分布式控制系统。
上位机采用MCGS组态软件，用STEP7软件进行编程，下位机采用西门子S7-200PLC。
首先确定了中下水箱液位串级控制系统和主管流量下水箱液位串级控制系统两种控制方案。
主要是看副控参数不同时其控制效果的变化，进行对比研究。
然后完成了系统硬件和软件设计，硬件主要是选型和原理图的绘制，软件是完成组态画面的绘制、动画连接和PLC 程序的编写。
接着对中水箱、下水箱、中下水箱、主管流量用阶跃响应曲线法进行了建模与辨识，根据响应曲线法中的PID整定公式进行了调节器参数的整定，完成了下水箱、中下水箱和主管流量单回路PID控制，最终本着先副后主的串级整定方法对中下水箱液位串级控制系统和主管流量下水箱液位串级控制系统的主调节器参数进行了整定，完成了算法对比研究。
通过系统调试得出了液位串级控制系统要比单回路控制效果好，表现在调节时间短，超调小，静差小等方面。
关键词：液位；PID整定；串级；响应曲线法Research and Design about Level Cascade Control SystemDesign DescriptionIn industrial production, the level of process control systems charged with the amount of particularly important in the petroleum, chemical, environmental protection, water treatment, metallurgy and other industries.Automation of industrial processes often need to measure and control the level of certain equipment and containers.This design process control laboratory TKJ-2 Advanced Process Control laboratory equipment as a platform to design a distributed control system based on IPC-PLC.Host computer uses MCGS configuration software,Programming with STEP7 software,The next machine with Siemens S7-200PLC.First determine the two control schemes of the flow of the lower tank level cascade control system and competent tank level cascade control system.Mainly to see the vice control parameters while the effect of changes, a comparative study.And then complete the system hardware and software design, hardware selection and schematic drawing, the software is complete the configuration screen drawing, animations connection and PLC program to write.n on the tank, under tank, under tank competent flow step response curve method for modeling and identification,Tuning the regulator parameters according to the response curve method of PID tuning formula, completed under the tank, the next tank and competent flow single-loop PID control,Ultimately the spirit of the first vice emperor Cascade tuning method of tuning cascade control system of tank level and in charge of traffic of the main regulator of the tank level cascade control system parameters, and complete algorithm for comparative study.Level cascade control system than the single-loop control results obtained through the system debugging, performance in the short adjustment time, small overshoot and static error, and other aspects.Key Words:Process control；PID tuning；cascade；the response curve method目录1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (3)1.3软件简介 (4)1.3.1 MCGS软件 (4)1.3.2 MATLAB软件 (5)1.4论文主要研究内容 (6)2系统控制方案设计 (8)2.1串级控制系统 (8)2.1.1串级系统的组成结构 (8)2.1.2串级系统设计 (8)2.2 PID控制原理 (10)2.3 PID整定 (11)2.3.1单回路PID整定方法 (11) 2.3.2串级系统PID整定方法 (13) 2.4方案设计 (14)2.4.1中下水箱液位串级 (14)2.4.2主管流量下水箱液位串级 (14) 3系统硬件设计 (16)3.1系统硬件选型 (16)3.2系统硬件原理图 (17)4系统软件设计 (18)4.1上位机组态设计 (18)4.1.1建立数据对象及通道 (18) 4.1.2组态画面设计 (19)4.2 PLC程序设计 (24)4.2.1 PLC的I/O口分配 (24)4.2.2中间变量 (24)4.2.3程序流程图 (25)5被控对象建模与辨识 (27)5.1阶跃响应曲线法建立模型 (27)5.2被控对象参数辨识 (27)5.2.1中水箱参数辨识 (27)5.2.2下水箱参数辨识 (29)5.2.3中下水箱参数辨识 (31)5.2.4主管流量参数辨识 (32)6系统调试 (34)6.1下水箱单回路 (34)6.2中下水箱单回路 (34)6.3中下水箱液位串级 (35)6.3.1中水箱单回路 (35)6.3.2中下水箱液位串级 (36)6.4下水箱液位主管流量串级 (38)6.4.1主管流量单回路 (38)6.4.2下水箱液位主管流量串级 (38)7总结 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)1绪论1.1研究背景随着工业生产的飞速发展，人们对控制系统的控制精度、响应速度、系统稳定性与适应能力的要求越来越高。
收稿日期：2010-11-17作者简介：陈福洲（5），男，浙江临海，宁波大学海运学院实验师，硕士，主要从事轮机自动化方向研究。
基金项目：宁波大学实验技术开发项目。
项目编号：S YTS 。
一种气动双回路液位定值控制实验装置的设计陈福洲1，郭江荣2（宁波大学，浙江宁波315211）摘要：文中从轮机自动化课程实验教学的实际需求出发，针对船舶辅锅炉液位控制系统，设计一种气动双回路液位定值控制实验装置。
该装置能加深学生对气动仪表执行器的认识和使用，特别是辅锅炉液位控制系统的理解，还能实现具有典型代表性的气动过程控制实验。
关键词：气动控制；液位定值控制；实验装置；设计中图分类号：U 442文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）01-0114-03引言船舶辅助锅炉水位控制系统相关知识是《轮机自动化》专业课极其重要的组成部分，在教材中船舶的辅助锅炉液位自动控制系统是双回路控制[1]。
从实际教学效果看，仅从理论知识的角度出发去理解和掌握该系统有难度，需要通过实验来加深该系统的理解。
但目前，国内实验教学设备厂家为机电、化工等专业开发的参数过程控制实验装置均为单闭环回路，对船舶辅锅炉双回路水位控制系统的实验装置开发还是一个空白[2]，另外，在模拟水位定值控制系统中为使结构简单和节约成本，更多地采用电动控制方案，对了解气动控制仪表知识有很大的局限，而且很难达到较好的教学效果[3]。
因此开发模拟双回路锅炉水位控制的气动双回路液位定值控制实验装置进行实验教学就可以让学习人员更加容易掌握理解锅炉水位控制系统的工作原理，还可以让学习人员对气动过程控制有更好的理解。
一、实验装置的设计方案1．气动双回路控制实验装置系统的设计构想系统设计成一循环用水系统，即由用水箱（控制对象）、储水箱、供水泵组组成模拟锅炉供水统，通过开大或关小通到储水箱的用水箱出水阀可模拟锅炉蒸汽负荷变化时水鼓水位的实际变化；参考水位罐的水位不变，即代表锅炉最高水位不变。
课程设计说明书名称2010年 6月7日至 2010年6月11日共 1 周院系班级姓名学号系主任教研室主任指导教师目录绪论 . (2)第1章液位控制系统总体方案设计 . (3)1.1单回路控制系统 (3)1.2水箱液位的串级控制系统 (4)第2章过程控制装置概述 . (6)2.1系统简介 (6)2.2系统装置 (7)2.3 S7-300PLC 控制柜的组成 . (8)第3章硬件组态设计 . (10)3.1PLC 的选择 (10)3.2组态硬件 (11)第4章软件组态设计 . (12)4.1 实现WINCC 与S 7-300的软件通讯 (12)4.2 程序设计 (15)第5章调试过程及结果分析 . (20)5.1单容液位控制系统调试结果及分析 (20)5.2双容串级液位控制系统调试结果及分析 (23)第6章课程设计总结 . (26)参考文献： . (27)绪论课程设计是检验我们本学期学习的情况的一项综合测试，它要求我们把所学的知识全部适用，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定，它要求我们充分发掘自身的潜力，开拓思路设计出合理适用的自动控制系统。
课程设计也是教学过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固各课程理论知识，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对工业的有关方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为以后工作奠定基础。
工业生产过程控制是现代工业自动化的一个重要领域。
它是控制理论、生产工艺、计算机技术和仪器仪表等知识相结合的一门综合性应用学科，理论性、综合性和实践性都很强。
随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈，产品的质量和功能也向更高的档次发展，制造产品的工艺过程变得越来越复杂，为满足优质、高产、低消耗，以及安全生产、保护环境等要求，做为工业自动化重要分支的过程控制的任务也愈来愈繁重。
在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。
在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是：分散控制阶段, 集中控制阶段和集散控制阶段。
本科毕业设计论文题目液位PID控制系统设计专业名称学生姓名指导教师毕业时间一、题目液位PID控制系统设计二、指导思想和目的要求通过毕业设计，使学生对所学自动控制原理、现代控制原理、控制系统仿真、电子技术等的基本理论和基本知识加深理解和应用；培养学生设计计算、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本事件能力以及外文资料的阅读和翻译技能；掌握液位PID控制系统设计的方法和步骤，培养创新意识，增强动手能力，为今后的工作打下一定的理论和实践基础。
要求认真复习有关基础理论和技术知识，认真对待每一个设计环节，全身心投入，认真查阅资料，仔细分析被控对象的工作原理、特性和控制要求，按计划完成毕业设计各阶段的任务，重视理论联系实际，写好毕业论文。
二、主要技术指标设计系统满足以下要求：调节时间：4 st s ≤超调量：%5%σ≤四、进度和要求1、搜集中、英文资料，完成相关英文文献的翻译工作，明确本课题的国内外研究现状及研究意义；（第1、2周）2、完成总体设计方案的论证并撰写开题报告；（第3、4周）3、理论推导被控对象的数学模型；（第5、6周）4、分析未校正单容、双容水箱液位控制系统的性能；（第7、8周）5、选用PID控制方案设计满足性能指标要求的控制系统；（第9、10周）6、应用Matlab对设计方案进行仿真验证；（第11周）7、整理资料撰写毕业论文；（1）初稿；（第12、13周）（2）二稿；（第14周）8、准备答辩和答辩。
（第15周）五、主要参考书及参考资料[1]周胜凯，李颖，水箱液位控制系统设计[M]，2012、06[2]陈帆、王勇，PID控制单容水箱液位及其相关阶跃响应曲线[M],2013、6[3]卢京朝，自动控制原理》, 西北工业大学出版社，2009[4]涂植英，过程控制系统》, 北京：机械工业出版社，1983[5]胡寿松，《自动控制原理》，科学2008，6出版社，2008，6[6]薛定宇，陈阳泉，《系统仿真技术与应用》，清华大学出版社，2004.4[7]王正林，《MATLAB/Simulink与控制系统仿真》，电子工业出版社，2009.7[8]徐兵，《过程控制》，机械工业出版社，2004.9[9]张显库，贾欣乐．基于闭环增益成型的鲁棒PID算法及在液位控制中的应用．中国造船[J]．V01．41第三期(总第150期)，2000[10]薛毅，数学建模基础，北京：工业大学出版社，2004学生指导教师系主任摘要随着现代科技的发展电子信息时代的进步。
双容液位控制系统的设计摘要在化学工业生产中，液位控制是一项非常重要的环节。
本论文所论述的双容液位控制系统是以过程综合自动化控制系统实验为平台，以仪表控制方法为主要工具，进行液位控制方法设计。
智能控制仪表蕴含大量高科技技术，且具备许多优点，因此越来越广泛的被应用于工业控制领域。
论文也对组态软件MCGS的特点及基本使用方法进行了简单介绍，这样对串级控制实施监控，提供了条件。
在控制算法方面，系统选用PID控制器。
然后根据系统具体的控制要求，主回路选择PI调节器，副回路选择P调节器；并选用适当整定法对调节器参数进行整定。
关键词：双容液位控制系统，智能仪表控制，MCGS组态软件，PID控制?—Dual-tank liquid level control system designAbstractProduction in the chemical industry, liquid level control is a very important part. Discussed in this paper two-tank liquid level control system is based on the process of experiments Integrated Automation Control System as a platform to instrument control as the main instrument designed for liquid level control. Intelligent Control Instrument contains a large number of high technology, and have many advantages, so more and more widely applied in industrial control.Papers also features MCGS configuration software and the basic use a brief introduction, this implementation of the cascade control monitoring, provided the conditions.In the control algorithm, the system adopts PID controller. And specific control requirements according to the system, the main loop select PI regulator, the Deputy loop select P regulator; and an appropriate tuning the parameters of the regulator tuning.\Key words: dual-tank liquid level control system, intelligent instrument control, MCGS configuration software, PID control目录双容液位控制系统的设计 (i)、摘要 (i)Abstract (ii)1 绪论 (1)课题来源，背景及意义 (1)课题研究的内容安排 (2)2 THJ-2型高级过程控制系统 (3)系统简介和组成 (3)系统控制仪表的组成 (3)、检测装置 (3)执行机构 (4)控制器 (4)智能仪表的发展前景、应用领域和优点 (4)系统软件 (5)系统特点 (5)本章小结 (6)3 MCGS组态软件 (7)—什么是MCGS组态软件 (7)MCGS组态软件的系统构成 (7)MCGS组态软件的特点 (7)建立MCGS工程 (8)设计画面流程 (9)整体画面 (13)本章小结 (15)4 液位串级控制系统分析与建模 (16)-串级控制系统的分析 (16)串级控制系统及组成结构 (16)串级控制系统的特点和适用场合 (16)串级控制系统的设计 (16)双容水箱液位串级控制系统的组成 (17)系统建模 (18)系统特性测试 (19)模型最终确定 (21);本章小结 (22)5 系统的PID参数整定 (23)PID概述 (23)控制器参数整定方法 (23)PID参数的确定 (27)系统特性测试． (28)本章小结 (30)6 结论 (31)!参考文献 (32)致谢 (33)?1 绪论课题来源，背景及意义过程控制涉及炼油、化工、发电、冶金、造纸、医药和轻工业等工业部门，对国民经济的发展起着十分重要的作用。
一、实训目的1. 理解单容液位控制系统的基本原理和组成。
2. 掌握单容液位控制系统的调试方法和操作技能。
3. 学习使用PLC编程软件进行液位控制系统的编程和调试。
4. 提高实际操作能力和对控制系统的分析、解决问题的能力。
二、实训设备与工具1. 单容水箱液位控制系统实验装置2. PLC编程软件3. 差压变送器4. 执行机构（调节阀）5. 传感器6. 电源7. 计算机等辅助设备三、实训内容1. 系统组成与原理单容液位控制系统主要由以下部分组成：（1）被控对象：单容水箱，其液位为被控制量。
（2）控制器：PLC（可编程逻辑控制器），用于接收传感器信号，并根据设定程序进行控制。
（3）执行机构：调节阀，用于调节流入或流出水箱的流量，以实现液位控制。
（4）传感器：差压变送器，用于检测水箱内液位的高度。
系统原理：通过差压变送器检测水箱内液位的高度，将液位信号输入PLC，PLC根据设定程序计算出控制信号，驱动调节阀调整流量，从而实现对水箱液位的控制。
2. 系统调试（1）硬件连接：将差压变送器、执行机构、传感器等硬件设备与PLC连接，确保连接正确无误。
（2）参数设置：在PLC编程软件中设置控制参数，如液位设定值、控制策略等。
（3）程序编写：根据控制要求，编写PLC控制程序，实现液位控制功能。
（4）系统调试：启动系统，观察液位变化，调整参数，直至系统稳定运行。
3. 实训操作（1）启动系统：打开电源，启动PLC，确保系统正常运行。
（2）设定液位：在PLC编程软件中设置液位设定值。
（3）观察液位变化：观察液位变化，分析控制效果。
（4）调整参数：根据实际情况，调整控制参数，提高控制效果。
（5）停止系统：完成实训操作后，关闭系统，确保设备安全。
四、实训结果与分析1. 实训过程中，成功实现了对单容水箱液位的控制，液位变化稳定，控制效果良好。
2. 通过实训，掌握了单容液位控制系统的基本原理、调试方法和操作技能。
3. 提高了实际操作能力和对控制系统的分析、解决问题的能力。
