基于Labview软件编程的单容水箱液位控制系统（型号：DSO58Lab-1）

一、概括

单容水箱液位控制系统是采用*的控制算法完成对过程液位的控制的控制系统。本系统是进行控制理论与控制工程教学、实验和研究的理想平台，可以方便的构成一阶系统对象和二阶系统对象。

本设计中充分利用了自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术和自动控制技术，以实现对水箱液位的串级控制。本系统采用DAQ多功能数据采集卡、通过labview软件编程实现对液位的串级PID控制。
    本控制系统的控制效果既可通过水箱刻度直观地反映出来，也可通过传感器进行精确检测，通过软件显示瞬态响应指标进行对比，以便准确评估控制性能。并提供二次开发功能，用户可自行开展创新实验。

本控制系统通过模块化、小型化真正实现了在过程控制实验中，每个学生人手一台实验设备的理想实验条件。如果实验室已购买了其它公司的DAQ数据采集卡，则本实验系统可以和实验室现有的DAQ数据采集卡有机无缝结合，低成本地实现单容水箱液位控制实验实训教学。

二、数据采集卡技术指标

1、模拟信号输入部分

模拟通道输入数: 16路单端或8路双端输入

模拟输入电压范围：±5V、±10V、0～＋10V

模拟输入阻抗:  100MΩ

模拟输入共模电压范围：>±2V 

2、A/D转换电路部分

     A/D分辨率：12Bit(4096)

非线性误差：±1LSB(zui大)

转换时间：5us

系统测量精度：0.1%

FIFO：4K

     3、D/A转换电路部分

       输出通道数：4路

       模拟输出电压范围：0～5V、0～10V、±5V、±10V

       D/A分辨率：12Bit(4096)

       非线性误差：±1LIB(zui大)

       D/A输出精度(满量程)：±1LIB

       建立时间：10μS(0.1%精度)

       输出阻抗：0.2Ω

     4、开关量输入输出部分

        16路数字量输入、16路数字量输出。    

数字量输入zui低的高电平：2V

数字量输入zui高的低电平：0.8V

数字量输出zui低的高电平：3.4V

数字量输入zui高的低电平：0.5V

5、定时/计数器

三个定时/计数器（CLK0、CLK1、CLK2）、门控（GATA0、GATA1、GATA2）及输出（OUT0、OUT1、OUT2）

三、双容水箱技术指标

1、外形尺寸

长宽高:300*210*300mm；

材料：有机玻璃；

2、水箱容量

数量：1个；

容量：1.7L；

3、储水槽容量

数量：1个；

容量：6L；

4、液位传感器模块

传感器数量：1个；

工作电压：DC±12V；

信号输出：0-5V；

测量范围：0-1m；

5、流量传感器模块

传感器数量：1个；

工作电压：DC5V；

信号输出：5V脉冲；

测量范围：0-5L/min；

6、水泵参数

水泵数量：1个；

工作电压：DC12V；

zui大电流：1A；

zui大流量；5LPM；

zui大压力：0.5MPa；

四、实验内容

1、水箱模型分析；

2、阶跃响应曲线法建立模型；

3、PID控制原理；

4、系统控制方案设计；

5、控制系统仿真；

6、过程仪表介绍；

7、仪表过程控制系统的组建；

8、仪表过程控制系统PID参数整定；

9、计算机过程控制系统硬件设计；

10、差压传感器的零点迁移和性能测试；

11、液位测量和控制；

12、流量传感器标定；

13、压差损失观察；

14、单容自衡水箱的对象特性测试；

15、单容水箱液位PID控制；