液位控制是工業中常見的過程控制，它對生產的影響不容忽視。單容液位控制系統具有非線性，滯后，耦合等特征，能夠很好的模擬工業過程特征。對于液位控制系統，常規的PID控制采用固定的參數，難以保證控制適應系統的參數變化和工作條件變化，得不到理想效果，模糊控制具有對參數變化不敏感和魯棒性強等特征，但控制精度不太理想。如果將模糊控制和傳統的PID控制兩者結合，用模糊控制理論來整定PID控制器的比例，積分，微分系統，就能更好的適應控制系統的參數變化和工作條件的變化。本文為大家帶來一哥單容水箱液位控制系統設計。

液位控制的實現

本設計中以液位控制系統的水箱作為研究對象，水箱的液位為被控制量，選擇了出水閥門作為控制系統的執行機構。本設計首先由差壓傳感器檢測出水箱水位；水位實際值通過A/D轉換器進行A/D轉換，變成數字信號后，被輸入計算機中；最后，在計算機中，根據水位給定值與實際輸出值之差，利用PID程序算法得到輸出值，再將輸出值傳送通過D/A轉換器轉換成模擬信號，控制交流變頻器，進而控制電機轉速，從而形成一個閉環系統，實現水位的計算機自動控制。

設計原理

單容水箱液位定值控制系統如下：

系統結構圖

水箱單容液位定值控制系統

本實驗系統結構圖和方框圖如圖所示。被控量為上水箱的液位高度，實驗要求它的液位穩定在給定值。將壓力傳感器檢測到的上水箱液位信號作為反饋信號，在與給定量比較后的差值通過調節器控制氣動調節閥的開度，以達到控水箱液位的目的。為了實現系統在階躍給定和階躍擾動作用下的無靜差控制，系統的調節器應為PI或PID控制。

MCGS組態軟件設計

應用MCGS組態軟件建立單容水箱液位定值控制系統，以下是部分組建過程：進入MCGS組態環境。在菜單文件中選擇新建工程菜單項，生成新建工程。

主要內容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱和啟動窗口（封面窗口退出后接著顯示的窗口）名稱，指定存盤數據庫文件的名稱以及存盤數據庫，設定動畫刷新的周期。經過此步操作，即在MCGS組態環境中，建立了由五部分組成的工程結構框架。封面窗口和啟動窗口也可等到建立了用戶窗口后，再行建立。

新建立工程，工程需存放在MCGS子目錄WORK的目錄下，否則工程無法運行。

添加對象元件：

添加百分比填充構建，并修改其屬性：

添加按鈕構建：

工程組態好后，最終效果圖如下：