随着当代过程控制技术的日益成熟、生产线更新、生产设备成本降低等诸多因素的发展与要求，需要研究和开发更为先进的控制策略。水箱液位控制系统是设计和开发先进液位控制策略的一个开放式平台，它具有观察直观、测量容易、组态灵活等特点，可实施各种相异的控制方案。国内外许多学者和工程技术人员基于该类装置做出了重要的研究报告，以验证重要的理论成果和指导生产实践。本论文以双容水箱液位控制系统为对象，在系统设计、建模与仿真、控制器设计、实验测试和监控平台开发等方面进行了系统的研究工作，具体内容如下：介绍了过程制技术的发展与应用，过程控制算法的研究与发展，阐述了多容水箱液位控制系统研究及意义。研究了基于NCS4000的水箱液位控制系统，对系统总体结构、工艺流程、各组成部分作了详细设计，并介绍了多容水箱液位控制系统的研究与应用现状。阐述了系统机理建模的基本思想与方法，对单容水箱与双容水箱液位控制对象进行建模，采用机理建模与系统辨识相结合的方法得出系统的精确模型，进而设计了PID控制器，并进行了系统仿真实验与性能分析。对模糊PID控制进行介绍，基于改进增量式PID控制的不足之处，设计了水箱液位模糊PID控制控制器。仿真实验和物理实验结果表明所设计的模糊PID控制器能够使控制对象快速稳定地达到控制指标，提高水箱液位控制系统的控制性能。利用MOSTView组态软件，设计了实时监视系统的运行情况的水箱液位控制系统的上位监视平台，实现对多容水箱液位控制系统的远程监控与操作。基于NCS4000网络化平台的水箱液位模糊PID控制系统的研究与设计为工程技术人员在该系统上开发和验证复杂的控制策略奠定了良好基础，同时也为高校学生及教师提供了一个良好的教学与研发平台。