蒋建波， 苗爱敏， 李 鹏， 梁竹关， 邹 勋, 檀 磊

(云南大学 信息学院，云南 昆明 650091)

双容水箱模糊Smith时滞补偿控制系统混合实验平台设计

蒋建波， 苗爱敏， 李 鹏， 梁竹关， 邹 勋, 檀 磊

(云南大学 信息学院，云南 昆明 650091)

设计了一个基于西门子S7-300PLC控制系统和双容水箱实验装置的混合实验平台，其涵盖了控制策略的仿真以及对实际对象的控制。该平台利用以太网和OPC通信，实现了控制器、被控对象及监测系统之间的数据互联传输，并以模糊Smith时滞补偿控制策略的应用验证为例，使得虚拟仿真和实际验证有机地融合在一起并能够灵活、快速地转换，提高了双容液位系统控制策略设计的可移植性，解决了系统设计和工程应用之间的脱节问题。

实验平台； 双容水箱； 液位控制； 模糊Smith控制器； OPC

多容液位系统是食品、药物、饮料、化工等过程工业中最常见的控制对象之一[1],其控制策略大多围绕水箱的液位进行控制[2-3]。由于多容液位系统是一个多变量、强耦合、非线性的复杂系统,且时滞现象特别严重,使得常规PID控制难以达到理想的控制效果,因此多容液位系统成为工业过程控制领域研究和设计的技术难点[4]。

目前,研究多容液位控制系统的实验方法主要有两类:一类是基于Matlab等各种仿真软件对多容液位系统的控制算法进行虚拟仿真验证[5]；另一类则是采购或自主研发多容水箱实验装置,对其顺序逻辑及控制策略进行系统验证。借助多容水箱实验装置的方法虽然能够较好地模拟工业现场的实际情况,但研发周期较长,也不易于灵活、快速地集成先进的控制算法,容错率低,操作失误等原因会导致设备使用寿命缩短。……