基于Labview軟件編程的雙容水箱液位控制系統

基于Labview軟件編程的雙容水箱液位控制系統（型號：DSO58Lab-2）

一、概括

雙容水箱液位控制系統是采用先進的控制算法完成對過程液位的控制的控制系統。本系統是進行控制理論與控制工程教學、實驗和研究的理想平臺，可以方便的構成一階系統對象和二階系統對象。

本設計中充分利用了自動化儀表技術，計算機技術，通訊技術和自動控制技術，以實現對水箱液位的串級控制。本系統采用DAQ多功能數據采集卡、通過labview軟件編程實現對液位的串級PID控制。
      本控制系統的控制效果既可通過水箱刻度直觀地反映出來，也可通過傳感器進行精確檢測，通過軟件顯示瞬態響應指標進行對比，以便準確評估控制性能。并提供二次開發功能，用戶可自行開展創新實驗。

本控制系統通過模塊化、小型化真正實現了在過程控制實驗中，每個學生人手一臺實驗設備的理想實驗條件。如果實驗室已購買了其它公司的DAQ數據采集卡，則本實驗系統可以和實驗室現有的DAQ數據采集卡有機無縫結合，低成本地實現雙容水箱液位控制實驗實訓教學。

二、數據采集卡技術指標

1、模擬信號輸入部分

模擬通道輸入數: 16路單端或8路雙端輸入

模擬輸入電壓范圍：±5V、±10V、0～＋10V

模擬輸入阻抗:  100MΩ

模擬輸入共模電壓范圍：>±2V

2、A/D轉換電路部分

      A/D分辨率：12Bit(4096)

非線性誤差：±1LSB(最大)

轉換時間：5us

系統測量精度：0.1%

FIFO：4K

     3、D/A轉換電路部分

       輸出通道數：4路

       模擬輸出電壓范圍：0～5V、0～10V、±5V、±10V

       D/A分辨率：12Bit(4096)

       非線性誤差：±1LIB(最大)

       D/A輸出精度(滿量程)：±1LIB

       建立時間：10μS(0.1%精度)

       輸出阻抗：0.2Ω

     4、開關量輸入輸出部分

         16路數字量輸入、16路數字量輸出。　　　　

數字量輸入最低的高電平：2V

數字量輸入最高的低電平：0.8V

數字量輸出最低的高電平：3.4V

數字量輸入最高的低電平：0.5V

5、定時/計數器

三個定時/計數器（CLK0、CLK1、CLK2）、門控（GATA0、GATA1、GATA2）及輸出（OUT0、OUT1、OUT2）

三、雙容水箱技術指標

1、外形尺寸

長寬高:300*210*300mm；

材料：有機玻璃；

2、水箱容量

數量：2個；

容量：1.7L；

3、儲水槽容量

數量：1個；

容量：6L；

4、液位傳感器模塊

傳感器數量：2個；

工作電壓：DC±12V；

信號輸出：0-5V；

測量范圍：0-1m；

5、流量傳感器模塊

傳感器數量：1個；

工作電壓：DC5V；

信號輸出：5V脈沖；

測量范圍：0-5L/min；

6、水泵參數

水泵數量：1個；

工作電壓：DC12V；

最大電流：1A；

最大流量；5LPM；

最大壓力：0.5MPa；

四、實驗內容

1、水箱模型分析；

2、階躍響應曲線法建立模型；

3、PID控制原理；

4、系統控制方案設計；

5、控制系統仿真；

6、過程儀表介紹；

7、儀表過程控制系統的組建；

8、儀表過程控制系統PID參數整定；

9、計算機過程控制系統硬件設計；

10、差壓傳感器的零點遷移和性能測試；

11、液位測量和控制；

12、流量傳感器標定；

13、壓差損失觀察；

14、單容自衡水箱的對象特性測試；

15、雙容自衡水箱的對象特性測試；

16、單容水箱液位PID控制；

17、雙容水箱液位PID控制；