液位-流量串级过程控制系统的测控方案研究
李承新 赵鑫（通讯作者） 李倩

华北理工大学 电气工程学院，河北唐山，063210；

摘要：液位和流量是过程工业、给排水工程、食品制药装备及自动化教学平台中的基础控制对象。针对传统单回路液位控制在进水压力波动、阀门开度变化和泵压不稳定等扰动下响应滞后、液位偏差累积的问题，本文提出液位外环-流量内环的串级测控方案。文章分析液位与流量对象的动态特性，明确液位主回路、流量副回路及其信号关系，给出测量单元、执行机构、PLC 控制、通信监控和安全联锁的硬件设计思路；随后讨论 PI/PID 参数整定、滤波、限幅与报警保护方法，并通过典型仿真工况比较单回路与串级控制性能。仿真结果表明，串级结构可在流量侧先行抑制扰动，减少液位峰值偏差并缩短恢复时间。

关键词：液位控制；流量控制；串级控制；过程控制；测控系统；PID控制

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