王志刚，虎恩典,王 宁

（宁夏大学 机 械工程学院，宁夏 银 川750021）

液位是工业现场中常见的控制参数之一，例如在食品、饮料、化工等行业的生产加工过程都需要对液位进行控制，确保其保持在工艺要求的范围内对工业生产至关重要。双容水箱是一种常用的液位装置，二阶双容液位控制系统的上水箱液位对中水箱液位的影响很大，当系统产生扰动时，尽管电动调节阀的开度作了相应的变化，但通过上水箱的控制通道，难以迅速控制中水箱的液位。与简单的单回路控制系统相比，串级控制系统在其结构上形成了两个回路，副回路在控制过程中负责粗调，主回路则完成细调，由于其超前的控制作用，可以大大克服系统的容积延迟，并且可以有效改善调节过程的动态性能。

本文针对上水箱中水箱液位串级控制系统，以西门子PLC为控制器，通过编程实现液位串级控制系统的PID算法，制作MCGS了组态监控画面，并在该环境下进行调试，确定了满足控制要求的PID参数。

1 控制系统设计方案及组成

在液位串级控制系统中，中水箱液位作为主调节器调节对象，上水箱液位作为副调节器调节对象。控制框图如图1所示。

图1 液位串级控制框图Fig.1 Block diagram of liquid level cascade control

此串级控制是上、中水箱的液位串级控制，中水箱液位主回路是一个定值控制系统，上水箱液位副回路是一个随动系统[1]。两个调节器串联连接，主调节器具有自己独立的给定值，它的输出作为副调节器的给定值，而副调节器的输出信号则送到电动调节阀去控制生产过程。……