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基于预测控制的水箱液位控制系统研究 摘 要：在国民的生产中，控制液位的技术用处很广。随着过程控制技术的日益成熟、生产线的更新、生产设备成本的降低，这就需要我们研究和开发更为优化的先进控制策略。本文使用WINCC与组态软件构成水箱液位控制系统使用为控制系统提供控制与检测通道利用组态软件完成对系统的控制参数的设定与实时状态的监控PID控制测得液位系统的阶跃响应，并利用DataFit软件拟合液位变化模型，通过对注水口安装的气动调节阀开度预测控制，比较实际测量值和预测值之差并进行反馈校正，完成对水箱液位的精确控制Abstract: Liquid level control technology is widely used in the national product. With the process control techniques becoming more sophisticated production line updates, production equipment cost reduction. We need to research and develop more advanced control strategy optimization. In this design, the use of WinCC and STEP 7 configuration software configuration constitutes a computer control system for tank level. FCS control system provides control and detection channel using the configuration software WINCC completing on the setting of the control parameters of the system and real-time status monitoring, and effectively improve the control efficiency of the control system. In Liquid level controling , PID control measured level system step response , and use DataFit software to fit the level change model predictive control through the inlets are mounted pneumatic valve opening , comparing the difference between the actual measured values?and the forecast value of the feedback correction to complete the precise control of the water tank level . Keywords: Liquid level control; WINCC; STEP 7; FCS fitting function 目 录 第一章 前 言 1 1.1 研究动态 1 1.2 课题研究内容与意义 2 第二章 水箱液位预测控制 3 2.1 水箱控制模型的介绍 3 2.1.1 水箱液位控制系统的提出 3 2.1.2 水箱液位控制系统的原理 3 2.2 算法原理 4 2.3 模型建立 4 2.4 反馈校正 4 第三章 水箱液位控制系统构建 5 3.1 FCS(Fieldbus Control System)系统 5 3.1.1 FCS系统的介绍 5 3.1.2 实验控制装置组成及认识 5 3.3上位机组态软件简介 7 3.3.1 SIMATIC WINCC的介绍 7 3.3.2 监控界面设计 7 3.4 下位机组态软件简介 8 3.4.1 STEP 7的功能特性 8 3.4.2 STEP 7的硬件配置和程序结构 8 3.4.3 step7程序设计 9 第四章 实验与分析 11 4.1 实验数据的采集 11 4.1.1 实验的具体步骤 11 4.1.2 数据的采集 11 4.2 实验中的处理数据及相关图形 13 4.2.1 时间和液位，开度的图形 13 4.2.2 实验数据的处理 13 第五章 总结与展望 16 5.1 总结 16 5.2 展望 16 参考文献 18 第一章 前 言 1.1 研究动态 液位控制有许多种情况，有的是用在工业生产中，如钢厂，煤场，化工厂需要对液体进行监控，以方便工厂的生产管理，这