双水箱matlab仿真,基于组态王和Matlab的双容水箱液位控制

摘要： 为了将复杂控制算法应用到实践中， 提出利用DDE (动态数据交换) 技术实现Matlab与组态王之间的数据通讯， 结合了Matlab强大的运算能力和组态王软件的数据采集、 系统监控方面的优势。 并将其应用到AE3000型过程控制实验系统中， 采用自校正PID控制算法实现双容水箱液位的控制， 取得良好的控制效果。 关键词： 组态王； Matlab； DDE； 自校正PID； 双容水箱； 液位控制 中图分类号： TP273+.2 文献标识码： A doi: 10.3969/j.issn.1006-7205.2012.02.042 郑华, 吕伟珍. 基于组态王和MATLAB的双容水箱液位控制[J]. 中国农机化, 2012, (2): 155~157 ZHENG hua, LV Wei-zhen. Liquid-level control on coupled-tank system base on kingview and matlab [J]. Chinese Agricultural Mechanization,2012,(2):155~157 收稿日期： 2011年6月14日 修回日期： 2011年7月6日 郑华， 男， 1970年生， 宁夏中卫人， 北方民族大学电气信息工程学院讲师； 研究方向为测量与控制技术。 吕伟珍， 男， 1986年生， 山东吕梁人， 宁夏大学机械工程学院硕士研究生； 研究方向为机电系统智能控制。 基于组态王和Matlab的双容水箱液位控制 郑华1， 吕伟珍2 (1. 北方民族大学电信学院， 银川市， 750021； 2. 宁夏大学机械工程学院， 银川市， 750021) 0 引言 随着工业自动化技术的应用和迅速发展， 人们对工业自动化的要求也逐步提高。 而目前理论上的研究缺乏实际的应用背景。 一些先进的控制理论局限于软件仿真而不是实际应用， 探寻一种能将复杂算法应用到实际过程控制中的方法非常必要。 组态王软件提供了良好的人机界面和通讯功能， 在工控领域已得到广泛应用， 但其具有运算能力的缺陷。 而Matlab软件作为一款专门的矩阵运算软件， 能够弥补组态王软件不足。 那么， 可用组态王软件进行监控画面设计， Mat-lab软件进行算法编程， 通过DDE技术实现组态王和Matlab之间的数据通讯[1]。 将两者结合可以有效发挥各自的优势， 使得编程高效灵活。 将其应用到AE3000 型过程控制实验系统中， 为高校教学提供算法应用的实验平台。 1 系统硬件结构 系统硬件结构如图1所示： 该系统由PC机、 S7― 200PLC及其模拟量模块EM235、 液位传感器、 液位变送器、 电动调节阀等组成。 液位变送器将传感器所测液位值转换为4~20mA电流信号， 送入到EM235模块中实现A/D转换， 并将转换结果存入PLC相应存储区，供组态王索取。 组态王软件提取液位值后， 数据又被传入到客户端Matlab中， Matlab对其进行运算， 并将运算结果返回到组态王和PLC模拟量模块， 经过D/A 转换输出控制电流来控制执行元件， 从而实现液位控制。 该过程中， PLC与计算机之间采用RS485―232串口实现通讯， 组态王软件和Matlab之间采用DDE交换技术实现数据通讯。 图1 系统结构图 2 算法分析及Matlab仿真 对于双容水箱单输入输出系统， 采用飞升特性曲线测定方法[2]得对象特性为： G (s) = 1.2 (120s+1) (354s+1) e -20 普通的PID对于二阶带滞后对象的控制效果比较 中国