近年来,伴随着工业化的不断发展,对工业生产过程的种种要求也越来越高。各高校出于顺应工业时代的发展以及培养学生的实际工程能力的目的引进了诸多种类的过程控制实验装置。其中,三容水箱系统作为许多工业控制对象的典型模型,可模拟工业生产过程中对液位、温度和流量等参数的控制。对其展开深入研究,在工程控制领域具有重要的实际意义。本文以实验室中的TTS20三容水箱实验装置为被控对象,在充分了解其控制过程的基础上,利用Visual Studio 2010开发环境和C++开发语言,设计一款包含多种控制算法的液位控制系统。因为控制系统硬件部分已经给定,所以在本文中,控制系统的设计主要是指控制系统软件部分的设计。根据设计内容,设计好的控制系统除了可以实现对三容水箱的控制,还可以进行二次开发,为复杂算法的研究提供实验平台。首先,说明了TTS20三容水箱液位先进控制系统的组成部分,并详细介绍了TTS20三容水箱实验装置。基于控制系统的设计要求,阐述了系统的设计内容,并给出了系统的总体设计方案。其次,介绍了TTS20三容水箱模型的建立方法,并详细讲解了拟采用的三种控制算法。控制算法分别是常规PID控制、解耦控制以及预测函数控制。并利用Matlab进行了算法仿真。通过仿真结果证实了算法的可行性。再次,根据系统总体设计方案,完成了TTS20三容水箱与上位机之间的硬件连接。并在Visual Studio 2010开发环境中完成了水箱液位控制系统的设计工作,主要包括:项目创建、通讯配置、人机操作界面的建立、数据库的组态、具体程序的编写。最后,通过实际控制结果分析控制系统的实用性及应用前景。结果表明,控制系统能够实现对TTS20三容水箱液位的实时监控和控制,所采用的控制算法具有良好的控制效果。因此,本次设计的控制系统能够满足预设的控制需求,具有良好的应用价值和应用前景。