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摘 要

水位控制在水塔、地下水、水电站等地的应用相当广泛。目前水位控制模式给人力、时间和资金上都将造成很大的浪费。因此设计一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节水位的测控系统显得尤为重要。

本文将PID控制算法应用于MCGS组态软件设计了一款水位控制仿真系统，该系统利用MCGS 组态软件实现水位控制、显示以及实时曲线的仿真,系统能够根据实际液位与设定液位的误差值，利用PID控制算法，控制给排水装置对水位进行控制，使水位保持在预定的位置，从而实现了水位的自动检测和控制。该测控系统的设计和实现将节省了人力物力，具有一定的实用性。

关键词：水位控制、MCGS组态软件、PID控制算法

Abstract: The application of water level control is quite extensive , which is used in the water tower , groundwater hydropower station and any other places. At present , the water level control level model will cost on manpower , time and capital . Therefore, it is very significant to design a measurement and control system which can automatically detect the water level, and automatically adjust the water level in accordance with the water level fluctuations.

In this paper, the PID control algorithm is applied to the MCGS configuration software , and it is used to design a kind of water level control simulation system. The system uses MCGS configuration software to realize water level control ,display and real-time curve of the simulation. Moreover, the system can use the PID control algorithm, control water apply and drainage device to control water level according to the error value of the actual level and the setting level, which can keep the level at a predetermined position . so as to realize the automatic detection and control of water level .The design and implementation of the measurement and control system will save manpower and material resources , which has a certain practicality .

Keywords: water level control ,MCGS configuration software ,PID control algorithm.

目 录

1 绪论 3

1.1 论文研究的背景和意义 4

2 水位控制系统的总体设计 5

2.2 水位控制系统方案论证 6

3 带死区的PID 控制算法 8

3.1 增量式PID 控制 8

3.2 带死区的PID 控制 9

3.3 PID控制参数属性 10

4 基于MCGS 的水位PID 控制及其仿真 11

4.1 MCGS软件介绍及应用 11

4.2 MCGS组态软件的系统构成 12

4.3 MCGS组态软件五大组成部分 12

4.4 水位控制系统设计 14

5 水位控制系统仿真 17

5.1 水位操作的说明 17

5.2 水位控制仿真 17

结 论 20

参考文献 21

致 谢 22

1 绪论 

1.1 论文研究的背景和意义 

九十年代，计算机已渗透到工业、农业、国防、科研等部门及民用生活的各个方面，而工业生产过程计算机控制则是计算机技术应用的一个重要而有发展远景的领域。信息时代的今天，工控界正进行着一场新的革命，各种新型控制设备不断出现，产品的性能和可靠性不断提高，价格进一步下降。作为该领域的另一个重要组成部分工控软件，也受到越来越多的工程技术人员的重视，正在向着产业化方向发展。

组态软件是近几年来在工业自动化领域兴起的一种新型的软件开发工具，组态软件和其他工业控制软件一样向大型化和小型化发展。计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCGS工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。
随着计算机软件的发展，其功能越来越强，迫使工业组态软件随之发展。成熟的商用软件技术如高级动画技术、分布式运算、大型数据库技术等逐渐在组态软件上得到应用。开发人员通常不需要编制具体的指令和代码，只要利用组态软件包中的工具,通过硬件组态(硬件配置)、数据组态、图形图像组态等工作即可完成所需应用软件的开发工作，利用组态软件MCGS开发了液位监控系统,采用计算机采集、处理数据、根据MCGS的液位实时曲线输出来改变参数的值,使系统输出稳定到设定值，从而提高了工作效率。该系统性能稳定可靠、界面友好、扩充性强。用户在组态环境下进行系统配置，可创建或定义多个用户策略，并生成数据库文件进行数据处理。实践证明该系统可省去用户开发软件的费用和周期，只需极少的投入即可得到方便、美观、实用的组态软件。

目前，MCGS组态软件已经在石油、化工、电力等多种工程领域获得成功的应用。基于MCGS开发的液位监控系统。MCGS为用户提供了广泛的可选性，用双水箱系统组成液位比值前馈反馈复合控制系统，用MCGS可进行各种系统的组态调试及各种系统参数的整定，极大地提高了参数整定过程的工作效率，大大减少了 生产工作人员的劳动强度。

1.2 论文研究的主要内容

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