CN102314186B - 一种多功能过程控制实验平台 - Google Patents

Abstract

一种多功能过程控制实验平台，涉及一种过程控制系统，本发明的多功能过程控制实验平台的控制回路既可以单独使用，也可以配合使用，可实现对液位、流量、温度和压力四个指标的单独和联合控制，既可以做单变量实验，也可以做多变量实验；既可以做模糊控制，故障诊断，容错控制，也可以做多变量非线性解耦控制。

Description

一种多功能过程控制实验平台

技术领域

本发明涉及一种过程控制系统，特别涉及一种多功能过程控制实验平台。

背景技术

工业中过程控制主要涉及温度、液位、压力和流量四类被控变量，相应的理论和实验研究对工业安全有效生产具有极高的应用价值，目前，大多数过程控制平台被控对象只能完成某一类的控制，例如已有单容水箱温度控制系统和三容甚至四容水箱液位控制系统，只能进行温度或者液位等的单独控制，并不能实现液位、流量、温度和压力等典型变量的联合控制。而且，大多数工业过程的被控对象都是多输入多输出系统，它们的一个重要特性是系统中可能存在着变量之间的耦合作用，即当系统的一个输入变量改变时，系统的多个输出变量甚至所有输出变量都随之变化。由于变量之间耦合作用的存在，当调节某个控制回路的控制器参数改变该控制回路的输出时，其他控制回路的输出量也会随之改变，而这往往会导致控制系统控制效果变差，甚至导致整个控制系统失效。针对强耦合系统的解耦控制研究具有广泛的应用前景，然而目前的系统缺乏具有强耦合的被控对象，虽然有的系统实现了液位的状态耦合，但是输入耦合没有得以体现。此外，温度和流量以及温度与液位的耦合控制系统目前的研究还很少，这使广大研究人员的研究范围受到极大地约束。

变量的检测与反馈需要相应的传感器进行测量，如何通过有效布局传感器，利用较少的传感器反馈足够的状态从而完成复杂控制方法研究，同样具有至关重要的作用。

发明内容

针对现有装置存在的不足，本发明提供一种多功能过程控制实验平台，以实现对液位、流量、温度和压力四个指标的单独和联合控制的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：一种多功能过程控制实验平台，包括第一水泵、第二水泵、加热水箱、散热器、第一水箱、第二水箱、热交换器和蓄水箱，所述的第一水泵的输入端连接所述加热水箱的输出端，所述第一水泵的输出端连接所述散热器的输入端和第一水箱的第一输入端，所述的加热水箱的输入端连接所述散热器的输出端和所述第一水箱的第一输出端，所述第一水箱的第二输出端连接所述蓄水箱的第一输入端，所述第一水箱的第二输入端连接所述第二水箱的输入端和所述第二水泵的输出端，所述第一水箱的输入输出端连接所述第二水箱的输入输出端，所述的蓄水箱的第二输入端连接所述第二水箱的输出端，所述的蓄水箱的输出端连接所述第二水泵的输入端；

在所述的热交换水箱底部设有第一温度传感器；在所述的加热水箱与所述的第一水箱的连接管路上设置有第二温度传感器；在所述的第一水箱底部设有第三温度传感器；在所述的第二水泵与第二水箱的连接管路上设有第四温度传感器。

在所述的第一水泵与散热器连接的管路上设有第一流量传感器；在所述第一水箱的第二输入端与第二水箱的输入端的连接管路上设有第二流量传感器；在所述第二水泵与第二水箱的连接管路上设有第三流量传感器。

在所述的第一水箱的顶部设有第一液位传感器；在所述第二水箱的顶部设有第二液位传感器。

在所述的第一水箱顶部还设有压力传感器。

在所述第一水箱的输入输出端与第二水箱的输入输出端之间的连接管路上设有连通阀。在所述的散热器与第一水泵的连接管路上还设有第一旁路阀；在所述第一水泵与第一水箱的连接管路上还设有第二旁路阀；蓄水箱的一侧设有第三旁路阀。

在所述第一水箱的第二输出端与所述蓄水箱的第一输入端的连接管路上设有第一泄水阀，在所述蓄水箱与所述第二水箱的连接管路上设有第二泄水阀。

在所述的第二水箱的顶端还设有第二进水阀。

在所述的第一水箱顶部设有第一泄气阀，在所述的第二水箱的顶部设有第二泄气阀。

使用本发明的过程控制实验平台，根据测量量标的的不同，通过开通和关断相应的阀门实现温度、流量、压力、液位的测量。

本发明优点：该多功能过程控制平台的控制回路既可以单独使用，也可以配合使用，可实现对液位、流量、温度和压力四个指标的单独和联合控制，既可以做单变量实验，也可以做多变量实验；既可以做模糊控制，故障诊断，容错控制，也可以做双入双出的自适应神经网络解耦控制等等。

附图说明

图1为本发明一种多功能过程控制实验平台结构示意图；

图2为本发明一种多功能过程控制实验平台温度测量第一种运行方式示意图；

图3为本发明一种多功能过程控制实验平台温度测量第二种运行方式示意图；

图4为本发明一种多功能过程控制实验平台温度测量第三种运行方式示意图；

图5为本发明一种多功能过程控制实验平台液位测量回路第一种运行方式示意图；

图6为本发明一种多功能过程控制实验平台液位测量回路第二种运行方式示意图；

图7为本发明一种多功能过程控制实验平台液位测量回路第三种运行方式示意图；

图8为本发明一种多功能过程控制实验平台双容水箱PI控制过程原理图；

图9为本发明一种多功能过程控制实验平台常规PI控制下1号水箱液位曲线图；

图10为本发明一种多功能过程控制实验平台常规PI控制下2号水箱液位曲线图；

图11为本发明一种多功能过程控制实验平台非线性解耦法1号水箱液位曲线图；

图12为本发明一种多功能过程控制实验平台非线性解耦法2号水箱液位曲线图；

图13为本发明一种多功能过程控制实验平台单容水箱温度测量曲线图；

图14为本发明一种多功能过程控制实验平台热交换回路测得的温度曲线；

图15为本发明一种多功能过程控制实验平台单容水箱液位测量曲线图；

图16为本发明一种多功能过程控制实验平台密封水箱压力控制回路压力测量曲线图；

图17为本发明一种多功能过程控制实验平台单闭环控制回路流量测量曲线图；

图18为本发明一种多功能过程控制实验平台流量比值控制回路1号流量传感器测得的流量测量曲线图；

图19为本发明一种多功能过程控制实验平台流量比值控制回路3号流量传感器测得的流量测量曲线图；

图中，1、2号温度传感器；2、加热水箱；3、1号液位开关；4、温度开关；5、加热器；6、1号温度传感器；7、1号旁路阀；8、1号流量传感器；9、1号水泵；10、1号排水阀；11、散热器；12、2号旁路阀；13、1号水箱；14、1号液位传感器；15、1号泄气阀；16、压力传感器；17、2号流量传感器；18、比例阀门；19、2号泄气阀；20、2号液位传感器；21、2号进水阀；22、热交换器；23、2号水箱；24、3号流量传感器；25、1号泄水阀；26、连通阀；27、2号泄水阀；28、4号温度传感器；29、3号旁路阀；30、2号液位开关；31、2号水泵；32、蓄水箱；33、2号排水阀；34、搅拌电机；35、3号温度传感器；36、控制第一水箱液位的PI控制器；37、控制第二水箱液位的PI控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的结构如图1所示，一种多功能过程控制实验平台，实现温度控制、液位控制、压力控制和流量控制，其结构如下：加热水箱2内部设有加热器5，加热水箱2的一侧设有1号液位开关3，加热水箱2的另一侧设有温度开关4，加热水箱2的下端设有1号温度传感器6，加热水箱2下端的输出端连接1号水泵9的输入端，在加热水箱2与1号水泵9的连接管道上设置有1号排水阀10，加热水箱2另一侧的输入端连接2号温度传感器1的第一输入端，2号温度传感器1的第二输入端连接散热器11的输出端，2号温度传感器1的第三输入端连接1号水箱13的第一输出端，1号水泵9的输出端连接1号流量传感器8的一端，1号流量传感器8的另一端输出两条支路，第一支路连接散热器11的输入端，在第一支路上设置有1号旁路阀7，第二支路连接1号水箱13的第一输入端，在第二支路上设置有2号旁路阀12，1号水箱13内设有热交换器22，热交换器22的输入端连接1号水箱13的第一输入端，热交换器22的输出端连接1号水箱13的第一输出端，1号水箱13的输入输出端还连接2号水箱23的输入输出端，且在1号水箱13与2号水箱23的连接管路上设置有连通阀26，1号水箱13的上端设有1号液位传感器14、1号泄气阀15及压力传感器16，1号水箱13的下端设有3号温度传感器35及搅拌电机34，1号水箱13的第二输出端连接蓄水箱32的第一输入端，蓄水箱32的第二输入端连接2号水箱23的输出端，在蓄水箱32与1号水箱13之间的连接管路上设有1号泄水阀25，在蓄水箱32与2号水箱23之间的连接管路上设有2号泄水阀27，在蓄水箱32的一侧设有2号液位开关30，2号水箱23的上端设有2号泄气阀19、2号液位传感器20、2号进水阀21，蓄水箱32的输出端连接2号水泵31，在蓄水箱32与2号水泵31的连接管路上设置有2号排水阀33，蓄水箱32的一侧连接3号旁路阀29，3号旁路阀29的输出端有两条支路，第一支路连接2号水泵31的输出端，第二支路连接4号温度传感器28的一端，4号温度传感器28的另一端连接3号流量传感器24的一端，3号流量传感器24的另一端分2条支路，第一支路连接2号进水阀21的一端，第二支路连接比例阀门18的一端，比例阀门18的另一端连接2号流量传感器17的一端，2号流量传感器17的另一端连接1号水箱的第二输入端；

温度控制，指分别用1号温度传感器、2号温度传感器、3号温度传感器和4号温度传感器测量温度，包括3种连接方式下的温度测量：

第一种连接方式：由加热水箱2和1号温度传感器6组成，1号水泵驱动水流进入加热水箱2，1号温度传感器测量加热水箱内水的温度，如果高于给定值，将报警；

第二种连接方式：由1号水泵9、加热水箱2、热交换器22及2号传感器组成加热水回路，此时，1号旁路阀7断开，2号旁路阀12闭合，1号水泵9驱动水流在管道内循环，由1号水泵9驱动的水流，经热交换器22后进入加热水箱2，利用2号温度传感器检测管道内温度，如果高于给定值，可以利用冷却水回路进行降温，冷却水回路由1号水泵9、加热水箱2、2号温度传感器6及散热器11组成，此时，1号旁路阀7闭合，2号旁路阀12断开，冷却水回路利用散热器11，使加热水箱2内的温度在短时间内迅速冷却；

第三种连接方式：由1号水泵9、加热水箱2、热交换器22、2号水泵31、4号温度传感器28、3号流量传感器24、比例阀门18、1号水箱13、3号温度传感器35、1号泄水阀25和蓄水箱32组成热交换回路，其中，利用2号水泵31驱动水从蓄水箱32经3号流量传感器24和比例阀门18流入1号水箱13，并通过1号泄水阀25流回蓄水箱32形成常温水流回路。同时1号水泵9驱动水留在热交换器22与加热水箱2组成的回路中流动，当水流经过1号水箱，1号水箱中的常温水与热交换器22中的热水进行热交换，搅拌电机34开启后匀速旋转，从而加速1号水箱中内的热交换过程，3号温度传感器35采用热电阻型温度传感器，它根据检测到的温度，转换成相应的电压进行反馈；

所述的液位控制，指利用1号液位传感器14及2号液位传感器20测量液位，包括3中连接方式下的液位测量：

第一种连接方式：由蓄水箱32、2号水泵31、3号流量传感器24、2号进水阀21、2号液位传感器20、2号水箱23及2号泄水阀27组成单容水箱液位控制回路，2号进水阀21及2号泄水阀27处于闭合状态，比例阀门18、连通阀26及3号旁路阀29处于关断状态，2号液位传感器20用来测量2号水箱23内的液位；

第二种连接方式：由蓄水箱32、2号水泵31、3号流量传感器24、比例阀门18、2号流量传感器17、1号液位传感器14、1号水箱13及1号泄水阀25组成双容水箱液位控制回路，比例阀门18、1号泄水阀25处于闭合状态，3号旁路阀29、2号进水阀21及连通阀处于断开状态，1号液位传感器14用来测量1号水箱13内的液位；

第三种连接方式：蓄水箱32、2号水泵31、3号流量传感器24、2号进水阀21、2号液位传感器20、2号水箱23、2号泄水阀27、比例阀门18、第2号流量传感器17、1号液位传感器14、1号水箱13及1号泄水阀25组成双容水箱液位控制回路，2号进水阀21、2号泄水阀27、比例阀门18及1号泄水阀25均处于闭合状态，3号旁路阀29处于断开状态，1号液位传感器14及2号液位传感器20用来测量1号水箱13及2号水箱23内的液位；

压力控制，在常温水回路中进行，密封水箱压力控制回路由2号水泵31、3号流量传感器24、比例阀门18、2号流量传感器17、压力传感器16、1号水箱13及蓄水箱32组成，当1号泄气阀15及1号泄水阀25同时关闭，形成密封水箱，压力传感器16以电压形式反馈封闭水箱的压力；

流量控制，包括两种流量控制回路：单闭环回路和流量比值控制回路，单闭环回路有五种连接方式：

第一种连接方式：由1号水泵9、1号流量传感器8、2号旁路阀12、热交换器22及加热水箱2组成，2号旁路阀12处于闭合状态，1号旁路阀7处于断开状态；

第二种连接方式：由1号水泵9、1号流量传感器8、1号旁路阀7、散热器11及加热水箱2组成，1号旁路阀7处于闭合状态，2号旁路阀12处于断开状态；

第三种连接方式：由2号水泵31、3号流量传感器24、2号进水阀21、2号水箱23、2号泄水阀27及蓄水箱32组成，2号进水阀21、2号泄水阀27处于闭合状态，比例阀门18及连通阀均处于断开状态；

第四种连接方式：由2号水泵31、3号流量传感器24、比例阀门18、第2号流量传感器17、1号水箱13、1号泄水阀25及蓄水箱32组成，比例阀门18及1号泄水阀25均处于闭合状态，2号进水阀21、连通阀26均处于断开状态；

第五种连接方式：由2号水泵31、3号流量传感器24、2号进水阀21、2号水箱23、比例阀门18、第2号流量传感器17、1号水箱13、连通阀26、1号泄水阀25及蓄水箱32组成，2号进水阀21、比例阀门18、连通阀26、1号泄水阀25均处于闭合状态；

所述的流量比值控制回路，包括两种连接方式：

第一种连接方式：由1号水泵9、1号流量传感器8、2号旁路阀12、热交换器22、加热水箱2、2号水泵31、3号流量传感器24、比例阀门18、2号流量传感器17、2号进水阀21、1号水箱13、1号泄水阀25及蓄水箱32组成，所述2号旁路阀12处于闭合状态，1号旁路阀1、2号进水阀21和连通阀26处于断开状态；

第二种连接方式：由1号水泵9、1号流量传感器8、2号旁路阀12、热交换器22、加热水箱2、2号水泵31、3号流量传感器24、2号进水阀21、2号水箱23、2号泄水阀19及蓄水箱32组成，所述2号旁路阀12处于闭合状态，1号旁路阀7和连通阀26处于断开状态。

实施例1：

解耦控制，方法如下：

常温水流回路中的双容水箱液位控制系统不仅具有状态耦合，而且具有输入耦合，本实施例以双容水箱液位系统为例，说明本平台具有良好的解耦能力。

图8可知，当双容水箱间的连通阀开启时，1号水箱和2号水箱的液位会通过压力差产生相互影响，从而具有液位耦合关系；因为在双容水箱液位系统中，总入水流量来自2号水泵从蓄水箱抽出的水，所以通过调节比例阀门不仅直接影响1号水箱的入水流量，同时会间接影响2号水箱入水流量从而具有输入耦合，双容水箱液位系统中这两种耦合关系的存在，增强了被控对象的复杂性。

本实施例中，采用本平台的双容水箱液位控制系统，设计双容水箱控制器，说明如何实现解耦的过程。

所述的双容水箱控制器，其系统输入为2号水泵和比例阀门PWM占空比，系统输出为1号水箱和2号水箱液位，公式如下：

$\left[\begin{array}{c}{Y}_1\left(s\right)\\ Y_2\left(s\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{W}_{11}& W_{12}\\ W_{21}& W_{22}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{U}_1\left(s\right)\\ U_2\left(s\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\frac{K_{11}}{T_{11}s+1}& \frac{K_{12}}{T_{12}s+1}\\ \frac{K_{21}}{T_{21}s+1}& \frac{K_{22}}{T_{22}s+1}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{U}_1\left(s\right)\\ U_2\left(s\right)\end{array}\right]$

采用阶跃响应的方法对上式中各个传递函数的比例增益和时间常数进行辨识，得出双容水箱液位耦合系统由比例阀门和2号水泵的PWM占空比到液位的耦合模型如下：

$\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\frac{0.62}{175s+1}& \frac{1.02}{315s+1}\\ \frac{0.45}{205s+1}& \frac{1.28}{270s+1}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_1\\ u_2\end{array}\right]$

采用工业中常见的PI控制器进行双容水箱液位控制，通过引入积分环节，可以提高系统型别，消除或减少稳态误差，并采用直接综合法对PI控制器中比例系数和积分系数的两个参数进行设计。将传递函数矩阵中对角元素分别作为1号水箱和2号水箱的控制器设计模型，设计PI控制器，并没有考虑非对角阵的耦合项对各个单容水箱液位的影响，而是将这种耦合当作干扰来处理。1号和2号水箱的控制器设计模型分别为：

$W_{11}=\frac{0.62}{175s+1}$ $W_{22}=\frac{1.28}{270s+1}$

为了得到液位较快且稳定的动态响应，选定两个水箱的期望时间常数T_c1＝T_c2＝10s，则得到控制器的PI控制器的参数为 $k_{p_1}=28.23,$ $k_{i_1}=0.1613;$ $k_{p_2}=21.09,$ $k_{i_2}=0.07813;$

利用PI控制器得到的双容水箱液位控制效果如图9与图10所示。采用常规PI控制方法进行双容水箱液位控制，液位不能快速地跟踪其参考输入，1号水箱的液位在70s时达到设定值，2号水箱的液位实际值始终高于设定值，两个水箱的稳态误差分别为0.32cm和0.38cm，并没有达到了预期的控制目标，当某个液位设定值产生变化时，另一个水箱液位受到较大扰动，且不能在较短时间内恢复，这是由于系统存在非线性和强耦合，导致双容水箱的液位不能很好的跟踪参考输入。

由此，双容水箱液位系统需要性能出色的解耦控制器进行控制，具体解耦控制方法有待研究者进一步研究与实验。这里给出利用非线性解耦控制方法得到的控制效果，双容水箱的解耦控制效果分别如图11与图12所示。从实验结果可以看出，控制效果较常规PI控制有很大提高，耦合关系基本解除。同时可以说明，该双容水箱系统结构具有非线性和强耦合的特点，能够满足进行解耦实验的要求。

实施例2：

单容水箱温度控制，方法如下：

单容水箱温度控制系统由加热水箱2和1号温度传感器6组成，所述1号温度传感器测量所述加热水箱内温度；1号温度传感器对应的PI控制器参数为k_p＝0.3378，k_i＝5.347×10^-5，水温设定值为50℃，加热水箱温度控制曲线如图13所示。由图可知，加热水箱内的温度能够在较短时间内达到并稳定在给定温度，且超调量极小，具有较好的控制效果，同时说明所述系统结构能够实现单容水箱温度控制实验。

实施例3：

热交换回路温度控制，方法如下：

热交换回路由1号水泵9、加热水箱2、热交换器22、1号水箱13及3号温度传感器35组成其中，3号温度传感器用来测量所述1号水箱内水的温度，将1号水箱内液位保持在10cm，并给定第一水泵PWM占空比60％，同时利用1号温度传感器对应的PI控制器将加热水箱内温度保持在45℃，使热量在热交换器内进行交换，利用3号温度传感器检测得到的1号水箱内温度响应曲线如14所示；由图可知，1号水箱内的温度能够通过热交换达到并稳定在43.5℃，说明所述回路结构能够实现热交换实验。

实施例3：

2号水箱单容水箱液位控制，方法为：

2号水箱单容控制回路由蓄水箱32、2号水泵31、3号流量传感器24、2号进水阀21、2号液位传感器20、2号水箱23及2号泄水阀27组成单容水箱液位控制回路，2号进水阀21及2号泄水阀27处于闭合状态，比例阀门18、连通阀26及3号旁路阀29处于关断状态，2号液位传感器20用来测量2号水箱23内的液位；

2号液位传感器对应的PI控制器参数设定为k_p＝31.625，k_i＝0.06447，液位给定值10cm，得到控制曲线如图15所示。由图可知，2号水箱内液位能够在较短时间内达到并稳定在给定值，且超调量很小，具有良好的控制效果，同时说明所述系统结构能够实现单容水箱液位控制实验。

实施例4：

单容水箱压力控制，方法为：

选择密封水箱压力控制回路，压力传感器对应的PI控制器参数为k_p＝30.0，k_i＝0.0625，压力设定值为0.2bar，得到压力控制曲线如图16所示。由图可知，1号水箱内的压力能够在较短时间内达到并稳定在给定值，具有较好的控制效果，同时说明所述系统结构能够实现单容水箱压力控制实验。

实施例5：

流量单闭环控制，方法为：

由1号水泵9、1号流量传感器8、2号旁路阀12、热交换器22及加热水箱2组成，所述2号旁路阀12处于闭合状态，1号旁路阀1、2号进水阀21和连通阀26处于断开状态；1号流量传感器的对应闭环PI控制器参数设为：k_p＝17.36，k_i＝13.89，流量设定值为2.6L/min，得到控制曲线如图17所示。由图可知，流量能够在很短时间内达到并稳定在给定值，且超调量极小，具有良好的控制效果，同时说明所述系统结构能够实现流量控制实验。

实施例6：

流量比值控制，方法为：

由1号水泵9、1号流量传感器8、2号旁路阀12、热交换器22、加热水箱2、2号水泵31、3号流量传感器24、2号进水阀21、2号水箱23、2号泄水阀19及蓄水箱32组成，所述2号旁路阀12处于闭合状态，1号旁路阀7和连通阀26处于断开状态；

采用流量比值控制的控制目标是：使3号流量传感器检测到的流量按比例跟踪1号流量传感器检测到的流量，1号流量传感器的对应闭环PI控制器参数设为k_p1＝25.78，k_i2＝15.625，流量设定值为2.2L/min，3号流量传感器对应的闭环PI控制器参数设为k_p2＝24.05，k_i2＝14.49，比值器设为1.363保证流量跟踪值为3L/min，得到的控制曲线如图18和图19所示。由图可知，3号流量传感器检测到的流量能够按比例及时跟踪1号流量传感器检测的流量，调节时间短，且超调量小，具有较好的控制效果，同时说明所述系统结构能够实现流量比值控制实验。

Claims (1)

1.一种多功能过程控制实验平台，包括第一水泵、第二水泵、加热水箱、散热器、第一水箱、第二水箱、热交换器和蓄水箱，所述的第一水泵的输入端连接所述加热水箱的输出端，所述第一水泵的输出端连接所述散热器的输入端和第一水箱的第一输入端，所述的加热水箱的输入端连接所述散热器的输出端和所述第一水箱的第一输出端，所述第一水箱的第二输入端连接所述第二水箱的输入端和所述第二水泵的输出端，在所述第一水箱内设有热交换器，热交换器的输入端连接第一水箱的第一输入端，热交换器的输出端连接第一水箱的第一输出端；

其特征在于：

所述第一水箱的第二输出端连接所述蓄水箱的第一输入端，所述的蓄水箱的第二输入端连接所述第二水箱的输出端，所述的蓄水箱的输出端连接所述第二水泵的输入端；在所述的加热水箱与所述的第一水箱的连接管路上设置有第二温度传感器；在所述第一水箱的第二输入端与第二水箱的输入端的连接管路上设有第二流量传感器；在所述第二水泵与第二水箱的连接管路上设有第三流量传感器；蓄水箱的一侧设有第三旁路阀；在所述第一水箱的第二输出端与所述蓄水箱的第一输入端的连接管路上设有第一泄水阀，在所述蓄水箱与所述第二水箱的连接管路上设有第二泄水阀；在所述的第二水箱的顶端还设有第二进水阀；所述的第一水箱的输入输出端和第二水箱的输入输出端相连；

蓄水箱、第二水泵、第三流量传感器、第二进水阀、第二液位传感器、第二水箱、第二泄水阀、比例阀门、第二流量传感器、第一液位传感器、第一水箱及第一泄水阀组成双容水箱液位控制回路；

在所述的第一水箱的顶部设有第一液位传感器；在所述第二水箱的顶部设有第二液位传感器；

第二进水阀、第二泄水阀、比例阀门、连通阀及第一泄水阀均处于闭合状态；第三旁路阀处于断开状态，第一液位传感器及第二液位传感器用来测量第一水箱及第二水箱内的液位；

在所述第一水箱的输入输出端与第二水箱的输入输出端之间的连接管路上设有连通阀；

比例阀门一端连接第三流量传感器，比例阀门另一端连接第二流量传感器。

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