基于Labview軟件編程的單容水箱液位控制系統（型號：DSO58Lab-1）

一、概括

單容水箱液位控制系統是采用*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，低成本地實現單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(zui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(zui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zui低的高電平：2V

數字量輸入zui高的低電平：0.8V

數字量輸出zui低的高電平：3.4V

數字量輸入zui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：1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：1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；

zui大電流：1A；

zui大流量；5LPM；

zui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、單容水箱液位PID控制；