（哈尔滨工程大学工程训练中心）
摘要：本文以THSA-1型过程控制实验系统为平台，采用TI公司28系列DSP为主控芯片， MM420变频器为执行机构，对双容水箱的液位进行定值控制。设计中采用压力传感器检测水箱液位，为满足DSP的ADC模块的信号输入要求和系统的可靠性，采用电压匹配电路、滤波电路及光电耦合等电路，对传感器信号进行了调理。利用DSP自带的PWM波发生单元，进行整流和放大变换后得到适用于控制变频器的标准直流电压信号。在构建的硬件系统上编写了相应的控制程序，最终实验结果表明，设计的整个系统能够达到水箱液位的定值控制要求。
关键词：TMS320F2812DSP；ADC转换；PID控制；数据采集；变频调速
液位控制问题经常出现人们的工作和日程生活中，例如饮料、食品加工，居民生活用水的供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业的生产加工过程， 通常要使用蓄液池。蓄液池中的液位需要维持合适的高度，太满容易溢出造成浪费，过少则无法满足需求。 因此，需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量，使得蓄液池内液位保持正常水平，以保证产品的质量和生产效益。
1系统总体设计
1.1液位控制系统组成
液位控制系统是指在水箱出水量变化的情况下，总保持水箱中液位的基本恒定控制系统。这样，既可满足不同时间、不同用户对用水量的需求，又不会产生电动机空转，防止造成电能的浪费还节约了人力成本，延长了设备的整体使用寿命。系统的总体结构示意图如下图1所示，图1系统以控制器、压力传感器、A/D转换处理、控制输出、MM420变频器、一台由直流无刷电动机带动的水泵等构成的闭环系统为控制核心，此外系统还包括光电耦合、I/V转换、电压匹配、滤波电路等。
图1 液位控制系统的系统结构示意图
1.2执行机构原理
整个系统的执行元件部分是MM420变频器和水泵 ，水泵有三相异步电动机带动旋转。
异步电动机的转速可以表示为：
图4 给定液位为13cm时，液位随时间变化曲线
4结论
本文以TI公司28系列DSP为控制器，利用片上资源，对THSA-1过程控制实验系统的双容水箱进行了液位控制系统的设计，根据现有的传感器和执行机构，设计了液位采集通道和变频器的信号输入通道，并编写了系统的控制程序，实现了对整个系统的改造设计，由图9所示系统控制效果良好。
参考文献
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[3] 刘金琨.先进PID控制MATLAB仿真（第二版）[M]. 北京：电子工业出版社，2007.
论文作者:宋洋,袁海蓉
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/15
标签：液位论文; 系统论文; 水箱论文; 控制系统论文; 变频器论文; 执行机构论文; 电路论文; 《科技新时代》2018年9期论文;