吴兴纯，杨秀莲，赵金燕，杨燕云

（1.云南农业大学 基础与信息工程学院，云南 昆明 650201；2.云南农业大学 国资处，云南 昆明 650201）

在现代工业生产中，液位控制是一类常见的最重要的控制过程。双容水箱是作为一种常用的液位控制设备，由于水箱本身普遍存在着容积延迟，系统惯性比较大，液位变化缓慢，系统一般呈非线性。系统的下水箱液位受上水箱液位的影响很大，当系统中出现扰动时，尽管阀门开度作了相应的变化，但只通过上水箱的控制通道，难以迅速控制下水箱的液位。实践证明，双容水箱的传统PID单回路控制效果不理想，系统的调节时间过长。串级控制是改善调节过程动态性能的有效方法，由于其超前的控制作用，可以大大克服系统的容积延迟[1]。随着生产线的更新及生产过程控制要求的提高，原来用传统PID单回路设计的控制越来越不适应生产的要求。笔者针对双容水箱对象的特点，采用微分先行的串级控制技术、用MCGS组态软件和FX2N系列PLC设计了一个双容水箱液位串级控制系统，使液位控制在精度和显示上具有常规PID控制器无法比拟的直观性。在该串级过程控制系统中，控制参数由于采用两步整定法，主、副回路可获得最佳控制参数，从而大大提高了液位的控制质量。对串级控制系统进行分析，可以发现内回路具有快速粗调的作用，外回路则起细调作用。内回路能够有效地克服二次扰动的影响，可以加大主控制器的增益，提高系统工作频率，改善控制品质。……