基于ADAM5510E的液位控制系统的设计
基于ADAM5510E的液位控制系统的设计_熊磊
《工业控制计算机》2011年第24卷第4期液位控制系统主要由执行器，控制器和检测机构组成。
随着生产线的更新以及生产过程控制要求的提高，要求液位控制系统的提高，传统的控制方法已经不能满足生产需要。
文献[1]针对双容水箱的大滞后、非线性等特点设计了神经PID控制，通过实验的验证表明的控制方法的正确性和有效性，但这种方法的控制结构和控制算法比较复杂。
文献[2]通过机理建模的方法建立了三容水箱的数学模型，设计了模糊自整定PID控制，仿真结果表明该方法大大的改善了系统的动态和静态性能，但这种方法只是用在仿真模型中。
至今为止，在过程控制中存在着很多控制算法，但用的最广泛的还是PID控制算法。
因此本文采用串级PID控制算法，用这种方法不但编程简单，而且也能提高系统的精度，达到控制要求。
本文采用的是研华公司推出的ADAM5510E可编程控制器，与PLC相比，5510运算能力和通讯能力更强，模拟量点价位低。
与工控机相比，5510系统更加紧凑，抗干扰能力更强。
既具有PC编程简单灵活的优点，又具有PLC的高可靠性的特点。
文献[3]应用西门子的PLC设计一个两维模糊控制器，实验结果说明该方法能够精确控制水箱的液位，获得良好的控制结果。
但文献[3]的编程软件采用的是PLC 编制软件程序，缺乏一定的灵活性。
选用基于PC的可编程控制其不但开发周期短，使系统运行稳定可靠，而且系统开放型好。
1ADAM5510E数据采集与控制器ADAM5510E是基于PC的可独立完成数据采集和控制的8通道的可编程控制器，该控制器具有结构紧凑，具备智能化处理单元的优点，具备通用的编程功能，可用于模拟量，数字量的输入输出，信号的程控放大以及通信参数的设定。
ADAM5510E 具有以下4个特点。
1．1模拟开放式PC环境ADAM5510E相当于一台紧凑的计算机，包括80188CPU、FLASH ROM、SRAM、COM1、COM2、COM4以及一个程序编程端口，内置的ROM－DOS系统与MS－DOS操作系统兼容，可以利用BORLAND C或者C＋＋等高级语言编译应用程序，编写的应用程序可以通过编程口下载到控制器的ROM空间，供程序运行。
基于研华ADAM5510EKW和ADAM4000DDC的控制系统实验设计与实现
自动化专业是一个综合性 的专业 ，过程控制是该 专业课程体系 的重要组成部分 ，它有很强 的工程实践 性 。过程控制广泛应用于工业领域 的多个方面 ，其 中 包括冶金 、石油 、化工 、食 品、纺织 、煤炭 、磨具加 工等 。虽然不 同行业 的控制要求不尽相 同，但是工程 实施前 的设计思路 以及准备工作是有相通之处 的，在 接到一项控制任务后，可 以按照一定步骤开展工作 。 开设该专业的各学校都开设 了实验课程 ， 旨在帮 助学生提高动手能力并形成系统概念 ，然而最终达到 的效果却仅仅是锻炼 了学生 的简单操作能力 。实验是 学生理解所学理论知识 的关键环节 ，实验设计应更多 地站在学生 的角度 ，系统地讲解实验 的准备 以及完成 过程 。在实 际应用 中经典控制仍 占主要地位 ，经典控 制理论 以单输入单输 出系统为研究对象 ，所用数学模 型为高阶微 分方程 ，采用传 递函数法（ 外部描述法） 和 拉普拉斯变换作为研究方法和研究工具 。分析方法和 设计方法主 要运用频域（ 复域） 、频率 响应 、根轨迹法 和Ｐ Ｉ Ｄ 控制及校正网络 。 目前 控制器 种类 繁多，功能各异，选择 合适的控
关键 词 ：ＡＤＡ Ｍ控 制 器 ； 组态 王 ； 过程 控 制
ＡＤＡＭ ５ ５ １ Ｏ ＥＫＷ ａ ｎ ｄ ＡＤＡＭ ４ ０ ０ ０ ＤＤＣ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏｌ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ’ Ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌ ｉ ｕ Ｃｕ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ， Ｄｏ ｕ Ｓ ｅ ｎ ｌ ｅ ｉ ， Ｑｉ ｎ Ｂｉ ｎ ｂ ｉ ｎ ， Ｗａ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｉ ｋ ａ ｉ
基于组态王和ADAM5510的分布式监控系统
王， 采用研华的 A D A M5510 可编程控制器进行现场数据的采集。该系统实现了对过程控制装置的温度、 压力、 流量、 液位等四大热工 参数的实时数据采集和装置锅炉温度、 锅炉液位的实时控制。该系统具有一定的实用性。 关键词：组态王 监控系统 中图分类号：T P311 .1 分布式 过程控制 文献标识码：A
� � � A � � � � � � � � ： � K � � � � � � � � � � � � � A � D � � A� M5510 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � .M � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � K � � � � � � � � � � � A D A M55 10 PC PLC A . � � � P � � � � � � � � � � -� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ， ， ， � � � � � � � � � � � � -� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ， . ：K M D P
装置的温度、 压力、 流量、 液位等 多个 I/ O 点 的数据 进 行实时采集和监控。其中上位采用装有组态王的工控 机， 下位采用研华科技 的 A D A M5510 分布式 数据采 集 控制器。系统结构如图 1 所示。本系统充分利用 了组 态王较好的 人机 界 面功 能和 A D A M5510 稳 定可 靠 的 特点来实现了一个小 型的分 布式 监控系 统。同时， 本 系统采用的模块化结构可以对检测和控制的 I/ O 数很 容易地进行扩展， 其扩展 功能支 持的监 控点 数可达 数 千个点之多， 能够满足实 际工业 生产过 程监 控系统 的 扩展需要； 同时 A D A M 5510 带 有一个 R S48 5 接口和 一 个 R S232 接口， 可以很方便地 与监控 系统的 其他设 备 进行相互连接和通信。
(完整word版)液位控制系统设计
基于单片机的液位控制系统设计姓名：系别：专业：学号：指导教师：2010年12月目录1 概述 (1)2 设计的基本任务和要求 (2)2.1 基本功能 (2)2.2 系统硬件总体方案 (2)2.3 系统软件总体方案 (2)3 控制系统方案设计 (3)3.1 系统总方案设计 (3)3.2 硬件 (4)3.2.1 核心芯片8051单片机 (4)3.2.2 液位传感器设计 (5)3.2.3光电式传感器的基本特性 (6)3.2.4 ADC0809A/D转换器 (9)3.2.5 键盘及显示接口 (10)3.2.6 自动报警电路 (11)3.3 系统软件的设计 (12)3.3.1软件设计流程图 (12)3.3.2 水位检测的主程序 (13)4 设计体会 (16)参考文献 (17)基于单片机的液位控制系统1概述液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。
在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。
液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。
液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势:1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。
2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。
3) 具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。
单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。
电气电子毕业设计318基于MODEM与ADAM-5510构成的水量信息化测控系统毕业设计
摘要该系统是基于MODEM与ADAM-5510构成的水量信息化测控系统，其设计的基本原理由PC作为上位机，通过MODEM利用现有的公用电话网与远端的MODEM进行拨号通信，发送命令，并读取下位机上传的数据与报警信息，ADAM-5510则作为下位机负责MODEM与水位传感器及闸门的控制，同时向上位机传送数据，当现场出现故障时，如果上下接通，则ADAM-5510自动向上位机传送报警信息；若未与上位机接通，ADAM-5510首先自动拨号远端的MODEM，当接通后就上传报警信息，从而实现了无人值守。
根据系统的设计内容、主要技术指标及要求，该系统的设计以美国研华可编程控制器（ADAM-5510）为逻辑控制核心设备，以KYBW17系列压力式水位传感器作为数据采集装置，以ADAM-5017作为模拟量输入模块，2块ADAM-5050作为数字量输入模块，ADAM-5060作为数字量输出模块，采用直流供电的工作电源，用蓄电池作为备用，可以完成蓄电池和交流电的切换。
ADAM-5510是台湾研华公司开发的基于PC架构的可编程序控制器，用于数据的采集与控制，ADAM-5510的最大优势在于可使用高级语言编程，便于算法设计，用户可以直接调用专用数据I/O和通信函数库，避免大量的端口操作，使工作简单易行，在编程和算法方面明显优于以往的可编程控制器。
关键词MODEM 研华可编程控制器ADAM-5510 水量信息化测量控制水位传感器拨号通信闸门控制数据采集基于MODEM与ADAM-5510构成的水量信息化测控系统前言我国是一个江河众多，水资源缺乏的国家。
当前，有灌溉设施的0.5亿公顷耕地中有1/3供水不足。
而目前灌溉用水的浪费现象又十分严重，灌溉用水的利用率只有40%左右。
对于我国来说建立节水型社会是十分必要的。
水利工程一般分布在较分散的偏僻山区和农村、某些偏僻山区甚至信号极差，无法实现有线通信。
管理人员较难及时掌握设备运行情况，比如设备的电源监视、闸门开度、水位等信息。
基于单片机的压力液位控制系统的设计研究
基于单片机的压力液位控制系统的设计研究一、概述压力液位控制系统是现代工业自动化领域中不可或缺的一部分，广泛应用于各种工业过程控制中。
基于单片机的压力液位控制系统以其低成本、高性能和易于集成等优点，受到了广泛关注和应用。
本设计研究旨在探讨基于单片机的压力液位控制系统的设计与实现方法。
通过深入研究压力液位控制的原理和技术，结合单片机的特性，设计出一套高效、稳定的控制系统。
该系统能够实时监测液位的变化，并根据设定的压力阈值自动调节液位，保证工业过程的顺利进行。
本研究将详细介绍系统的硬件组成和软件设计，包括单片机的选型、传感器的选择与校准、控制算法的设计与实施等。
同时，还将探讨系统在实际应用中的性能表现和优化方法，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
通过本设计研究，我们期望能够为基于单片机的压力液位控制系统的设计和应用提供有益的指导，推动工业自动化技术的发展和应用。
1. 背景介绍：阐述压力液位控制系统在工业生产和日常生活中的重要性。
压力液位控制系统在现代工业生产和日常生活中扮演着至关重要的角色。
在工业领域，无论是化工、石油、制药还是食品加工等行业，都需要对液体或气体的压力、液位进行精确控制，以确保生产过程的稳定性和安全性。
例如，在化工生产中，对反应釜内的压力和液位进行精确控制，可以确保化学反应的顺利进行，避免安全事故的发生。
在石油行业中，通过控制储罐的液位，可以确保油品的储存和运输安全。
在日常生活中，压力液位控制系统同样具有广泛的应用。
例如，家庭用水系统中，通过控制水泵的工作状态，可以确保家庭用水的水压稳定在楼宇自动化系统中，对供水系统的压力和液位进行智能控制，可以提高供水效率，降低能耗。
压力液位控制系统还在农业灌溉、环保监测等领域发挥着重要作用。
传统的压力液位控制系统大多采用复杂的电路和机械结构，不仅维护成本高，而且难以适应现代工业自动化和智能化的需求。
研究基于单片机的压力液位控制系统具有重要意义。
液位控制系统改
专业课程设计题目：液位控制器的设计姓名：李宏旭仲隆健学号： P********* P*********学院：电气工程学院专业：自动化班级： 2013级自动化三班指导老师：***2016 年 06 月 15日摘要本文采用AT89C51单片机系统实现了对液位的自动控制过程，设计出一种低成本、高实用价值的水位控制器。
该系统具有水位检测、水位高度LCD显示、低水位高水位报警以及自动加水等功能。
本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。
本设计传感器使用了超声波模块，并且详细阐述了超声波测距测的原理，给出了系统构成框图。
此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时监控液位。
并采用C51单片机系统控制整个电路的信号处理以及采用光电耦合和继电器来实现弱电控制强电来实现加水系统的自动控制。
它能自动完成水位检测、光报警、上水停水的全部工作循环，保证液面高度始终处于较理想的范围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节约能源显著，是用于各种高层液体储存的理想设备。
关键词单片机/超声波模块/自动监测/LCD1602液晶/自动控制目录摘要............................................................................................ 错误!未定义书签。
1绪论 . (4)1.1研究现状 (4)1.2液位测量技术概况 (4)1.2.1机械浮子类液位计 (5)1.2.2电子类液位传感器 (5)1.2.3热学式液位计 (5)1.2.4．雷达液位传感器 (6)1.2.5超声波液位传感器 (6)1.2.6液压类液位计 (6)1.3国内外液位传感器的现状 (7)1.4设计任务与计划 (7)2总体方案的设计 (8)2.1设计思路 (8)2.2结构设计 (9)3硬件设计 (10)3.1系统方框图 (10)3.2系统工作原理 (10)3.2.1单片机介绍 (11)4各部分电路设计 (14)4.1传感器的选用 (14)4.2显示模块 (15)4.3单片机控制处理电路 (16)4.4光报警显示统电路 (16)4.5继电器控制电路的原理图 (18)4.5.1光电耦合器简介 ................................................. 错误!未定义书签。
基于单片机的液位控制系统设计
第一章绪论1.1 课题背景随着计算机技术、测量技术和控制技术的高速发展，越来越多的先进测量控制设备、技术和方法在自动测量控制领域中得到了广泛的应用。
单片机以其自身的特点，已广泛应用于智能仪表、工业控制、家用电器、电子玩具等各个领域。
本课题适应了这种发展趋势，将单片机应用于液位自动控制系统中，并能实现自动报警、自动控制。
液位的测量广泛应用于太阳能热水器，工业锅炉控制，农用机水箱等。
液位控制对工农业生产、医疗监护等都有着重要的意义。
液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，在工业生产的各个领域都有广泛应用。
在工业生产中，有许多需要对容器内的介质进行液位控制的地方，使其高精度的保持在给定的数值。
液位控制一般指对某一液位进行调节控制，使其达到所要要求的精度。
液体的液位控制是近年来新开发的一项新的技术，它是自动控制、微型计算机软件、硬件等几项技术紧密结合的产物，工业作业采用的是微机控制和原有的仪表控制，微机控制的优势有很多，如：（1）集中而直接的显示各运行参数和液位状态。
（2）具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能够依据控制效果及时修正运行参数，能够有效减少人的疲劳与失误，从而提高生产过程的安全性与实时性。
（3）在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值，并可以修改系统控制参数，方便的改变液位上、下限。
本设计以水塔供水为模型，鉴于单片机液位控制装置的重复性好、功耗低、测量准确、使用寿命长等特点，设计以单片机为基础的液位控制系统，具有实时液位测量监控数据处理等功能。
1.2 单片机简介单片微型机简称单片机，是一种集成的电路芯片，是采用超大规模集成电路的技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU（Central Processing Unit）、只读存储器ROM（Read Only Memory）、随机存储器RAM（Random Access Memory）、中断系统和多种I/O口、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
(一)软逻辑控制器(ADAM-5510EKWTP)软件集成开发环境的使用和
（一）软逻辑控制器（ADAM-5510EKW/TP）软件集成开发环境的使用和测试一、测试知识点1. 基于软逻辑控制器ADAM-5510EKW/TP 的开发软件Multiprog 的安装步骤。
2．IEC61131-3标准及支持的5种编程语言。
3. Multiprog 软件的工作区域 4．工程项目的开发过程 二、测试实验1、测试实验名称：软件集成开发环境的使用和测试2、测试实验目的：（1）了解Multiprog 的软件安装步骤（2）了解IEC61131-3标准及支持的5种编程语言 （3）熟悉Multiprog 软件的工作区域3、测试实验案例（01） 【说明：如果本模块设计有多个案例，可按“3、测试实验案例（01）”、“4、测试实验案例（02）”、… 顺序连续编号，每个案例的子目录相同（如下）】（1）实验过程描述a.安装Multiprog 软件：b.运行Multiprog 软件，熟悉其开发环境，c.新建工程文件，编写简单程序并运行。
（2）实验设备及连接一台主机，主频在200MHZ 以上，内存64MB 以上，硬盘有60MB 空间，操作系统为Microsoft Windows95/98/2000或NT4.0 SP5 之一。
（3）实验步骤a.安装Multiprog 软件： 将安装光盘放入CD-ROM 中，运行Install.exe，依次安装Multiprog、Advantech Multiprog AddOn 和Advantech ADAM5510 Driver。
b.运行Multiprog 软件，工作区域如下所示：c．Project树形结构d．IEC61131-3标准支持的5种编程语言IEC（国际电工委员会）制定了可编程序控制器标准（IEC61131），其中的第3部分（IEC61131-3）是PLC 的编程语言标准。
标准中共有五种编程语言，其中梯形图（LD）和功能块图（FBD）是两种图形语言，语句表（IL）和结构文本（STD）是两种文字编程语言，顺序功能图（SFC）是一种结构块控制程序流程图。
研华 ADAM-5510 可编程控制器 说明书
Your ePlatform Partner基于PC的可编程控制器 ADAM－5510用户手册研华（中国）培训中心目录目录第一章 ADAM-5510介绍 (1)1.1概述 (1)1.2 ADAM-5510系统技术参数 (1)1.3 ADAM-5510/HC 系统功能及参数 (3)1.4系统配置 (3)第二章 ADAM-5510安装指南 (4)2.1 基本步骤 (4)2.2 I/O槽与I/O通道编号 (5)2.3 跳线设置和DIP开关设置 (5)2.4 安装 (7)2.5 布线与连接 (7)第三章ADAM-5000系列I/O 模块 (9)3.1 模拟量输入模块 (9)3.2 模拟量输出模块 (9)3.3 数字量输出/输入模块 (9)3.4 继电器输出模快 (9)3.5 计数器模块 (9)3.6 串口通讯模块 (9)3.7 I/O模块的设置 (10)第四章 ADAM-5510编程与下载 (11)4.1 编程 (11)4.2 ADAM-5510的下载与传输 (12)第五章 ADAM-5510 函数库 (14)5.1介绍 (14)5.2 ADAM-5510函数库 (14)第六章 TRACE MODE ADAM-5510快速入门 (16)6.1概述 (16)6.2 连接与下载运行 (16)6.3 创建工程 (19)6.4 自动建立和通信 (25)6.5 FBD程序开发 (29)6.6 开发人机界面 (33)6.7 通过GSM进行过程控制 (46)第七章 ADAM-5510与AUTOVIEW的连接 (56)7.1 软件组成 (56)7.2 头文件说明 (56)7.3 函数说明 (56)7.4.注意事项 (60)7.5 如何在A UTOVIEW中定义设备 (60)附 录 (61)基于PC的可编程控制器ADAM－5510 第一章 ADAM-5510介绍1.1概述ADAM-5510是基于 PC 的可独立完成数据采集与控制的可编程控制器。
液位控制系统的设计与研究毕业设计(论文)
毕业设计(论文)题目名称液位控制系统的设计与研究系别电气信息工程系专业/班级学生学号指导教师（职称）摘要本文设计的基于单片机的液位监控系统是一种利用超声波技术、电子技术、电磁开关技术相结合来实现非接触式液位测量和控制系统，能够在某些特定场合或环境比较恶劣的情况下使用，在工业监测和控制等方面得到了广泛应用。
近些年来，工业水平的不断发展对液位测量的精度、广度和抗干扰性提出了越来越高的要求，超声波测距技术本身也在不断的完善和发展，测距仪更趋向小型化和智能化，逐步实现了高精确度、高可靠性、安全性和多功能化。
本设计的主要任务是以单片机为主控制器，开发一个基于单片机的液位监控系统，可测量并显示液位，还可以通过单片机控制把液位限定在某一范围内，在单片机控制失效的情况下发出报警信号，提醒工作人员进行手动控制。
研究内容包括超声波测距的基本原理与方法、精度影响因素的分析与解决办法、单片机对阀门的控制方法、监控系统的整体方案设计、硬件设计、软件流程设计等。
设计完成之后提供一套可以使用的超声波测距仪，测量范围和测量精度满足一般工业应用需要。
设计完成之后应提供一套可以用于一般工业生产的液位监控系统。
通过毕业设计的整个过程，可以综合运用传感器、单片机、电子电路和程序设计方面的知识，锻炼和提高动手能力、参与科研工作的能力。
关键词：单片机；超声波；测距；液位监控AbstractThe monolithic machine-based liquid place supervisory control system the main body of a book is designed has been that one kind of the contact-type liquid making use of the ultrasonic technology , electron technology , electromagnetism switch technology to realize combining with coming each other place measures and controls system , has been able to be put into use under some specially appointed occasion or environment is comparatively very bad situation , has got extensive use in the field of industry monitoring and controlling and so on. Horizontal uninterrupted growth of industry has brought forward the more and more high request to accuracy , extent and anti-interference sex that the liquid place measures in recent year, self can't be in the ultrasonic distance measurement technology perfect ceaseless and developed, the range finder is incline to minaturized and intellectualized , step by step have realized high precision , high reliability , security and multifunctional-rization.This design's primary mission is by the monolithic integrated circuit primarily controller, develops one based on monolithic integrated circuit's fluid position supervisory system, measurable quantity and disclosing solution position, but may also through the monolithic integrated circuit control the fluid position define that in some scope, the situation which expires in the monolithic integrated circuit control after-crops the alarm, the reminder staff carries on the hand control. Research content including ultrasonic ranging's basic principle and method, precision influencing factor analysis and solution, monolithic integrated circuit to valve control method, supervisory system's overall plan design, hardware design, software flow design and so on. After the design completes, provides the ultrasonic wave distance gauge which a set may use, the measuring range and the measuring accuracy meet the general industrial application needs. After the design completes, should provide a set to be possible to use in the general industrial production the fluid position supervisory system. Through graduation project's entire process, may synthesize the utilization sensor, the monolithic integrated circuit, the electronic circuit and the programming aspect knowledge, the exercise and enhancement beginning ability, participation scientific effort ability.Keywords：Monolithic machine ；Ultrasonic ；Distance measurement ；The place monitors liquid目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论....................................................... - 1 -1.1课题的提出和意义........................................ - 1 -1.1.1 课题的提出........................................ - 1 -1.1.2 课题意义.......................................... - 1 -1.2 国内外液位监测技术的发展现状........................... - 1 -1.3 国内外超声波测距方面的研究现状......................... - 2 -1.4 本文的主要内容......................................... - 3 -2 超声波液位测量的理论基础..................................... - 4 -2.1 超声波的定义........................................... - 4 -2.2 超声波的物理特性....................................... - 4 -2.2.1 超声波的类型...................................... - 4 -2.2.2 超声波的传播...................................... - 4 -2.3 超声波液位测量原理..................................... - 4 -2.4 超声波测距原理......................................... - 5 -2.4.1 超声波回波检测法.................................. - 5 -2.4.2 发射脉冲波形...................................... - 5 -2.4.3 超声波渡越时间的计量方法分析...................... - 6 -2.5 超声波接收发射装置.................................. - 6 -3 超声波液位监控系统硬件设计................................... - 8 -3.1 系统总体方案设计....................................... - 8 -3.2 超声波测距系统的硬件设计............................... - 8 -3.2.1 超声波频率的选择.................................. - 8 -3.2.2 单双探头的选择.................................... - 9 -3.2.3 超声波发射电路.................................... - 9 -3.2.4 超声波的接收和处理单元........................... - 12 -3.2.5 温度补偿单元..................................... - 15 -3.2.6 显示电路设计..................................... - 18 -3.2.7 键盘电路设计..................................... - 19 -3.2.8 电磁阀控制电路设计............................... - 19 -3.2.9 报警电路设计..................................... - 20 -3.2.10 系统控制单元.................................... - 20 -3.3 电源电路的设计........................................ - 22 -3.3.1 直流稳压电源的组成............................... - 22 -3.3.2 直流稳压电源的分类............................... - 22 -3.3.3 系统供电电源的设计............................... - 23 -3.4 液位监控系统的软件设计................................ - 24 -3.4.1 系统软件总体想................................... - 24 -3.4.2 主程序流程设计................................... - 24 -3.4.3 测温子程序设计................................... - 25 -3.4.4 按键子程序设计................................... - 28 -3.4.5 显示子程序设计................................... - 28 -3.5 抗干扰设计............................................ - 30 -4 超声波测液位的误差分析...................................... - 32 -4.1 环境对测量的影响...................................... - 32 -4.1.1 温度对声速的影响................................. - 32 -4.1.2 湿度对超声波衰减程度的影响....................... - 33 -4.2 仪器电路对测量的影响.................................. - 33 -4.2.1 硬件电路引起的时间误差及修正..................... - 33 -4.2.2 触发时间引起的误差............................... - 34 - 参考文献...................................................... - 36 - 结束语........................................................ - 37 - 致谢......................................................... - 38 - 附图1 ........................................................ - 39 - 附图2 ........................................................ - 40 -1 绪论1.1课题的提出和意义1.1.1 课题的提出在日常生产和生活中常遇到液位的监测问题。
基于组态王的液位过程控制系统设计
《控制系统分析与综合》任务书题目:液位控制系统设计一、工程训练任务本实训综合运用自动化原理、PLC技术以及组态软件等相关课程，通过本实训的锻炼,使学生掌握自动化系统的基础理论、技术与方法，巩固和加深对理论知识的理解。
本课题针对液位控制系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集,以PLC为下位机,以工控组态软件组态王设计上位机监控画面, 运用PID控制算法对水箱液位进行控制。
二、工程训练目的通过本次工程训练使学生掌握运用组态王软件及PLC构建工业控制系统的能力，增强学生对PLC控制系统以及组态王软件的应用能力，培养学生解决实际问题的能力，为今后从事工程技术工作、科学研窕打下坚实的基础.三、工程训练内容1）确定PLC的I/O分配表：2）根据PID控制算法理论,运用PLC程序实现PID控制算法：3）编写整个液位控制系统实训项目的PLC控制程序；4）在组态王中定义输入输出设备：5）在组态王中定义变量；6）设计上位机监控画面；7）进行系统调试。
四、工程训练报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、任务书3、正文4、收获、体会5、参考文献五、工程训练进度安排周次工作日工作内容1布置课程设计任务，查找相关资料第2完成总体设计方案—3完成PLC程序设计周45完成监控画面设计第1调试2二3准备训练报告周4完成训练报告并于下午两点之前上交5答辩六、工程训练考核办法本工程训练满分为IOO分，从工程训练平时表现、工程训练报告及工程训练答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%o总体设计方案2o 1关于组态王的概述组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理.它基于Microsoft Windows XP/NT/2000操作系统,用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。
基于单片机的液位控制系统设计的-毕业设计论文
摘要本课题是基于单片机的液位控制系统的设计，使用在日常生活和工业应用中广泛应用的水塔作为被控装置，水塔液位和水压作为被控对象；本设计采用液位检测装置和电容式差压变送器对液位高度和压力进行实时检测并传送到单片机进行实时处理，从而使水塔水位自动保持在指定的范围。
其中，液位控制系统的硬件电路主要包括水位和水压检测电路、A/D转换电路、键盘显示电路、报警电路、电机控制电路等五大部分；该系统使用电容式差压变送器对水塔水压进行检测并将检测到的信号送给A/D转换器，A/D 转换器将对应的模拟电压信号转换成数字量传给单片机AT89C51进行处理，单片机将处理的结果通过数码管显示出来，并完成对排水、抽水电动机的控制；在单片机进行实时处理的同时，可以通过按键对控制系统进行相应的功能切换。
该系统各个部分的硬件电路采用C51语言编写控制程序，从而实现使用键盘调整被控参数水压的上、下限以及软件复位功能；利用四位一体共阴极数码管显示水压；通过逻辑代码达到对电机控制电路的控制，使电机在一定的条件下进行抽水或者排水操作；最终使被控对象被控制在指定的水位和水压范围内。
在将系统的硬件电路设计和软件程序设计完成后，需要将硬件电路部分和软件程序部分结合起来进行液位控制系统的调试，如果发现问题，就需要找到合适的解决方案，修改错误的部分；并且将这两者结合进行液位控制系统仿真结果的测试，观察实验的结果是否符合课题的设计要求，不然修改不符合课题要求的部分，最终达到液位控制系统的课题目标。
关键词：AT89C51单片机；A/D转换；液位控制AbstractThis topic is the design of control system based on single-chip liquid level control, using the tower as a controlled device which is often seen in daily life and industrial application, the liquid level of the water tower and water pressure as the object; this design uses the liquid level detection device and capacitive differential pressure transmitter to monitor the liquid level and pressure and real-time processing, so that the water level automatically keeps in the specified range. The hardware circuit of control system mainly has five parts, which includes water pressure and liquid level detection, A/D converter, keyboard display circuit, alarm circuit, motor control and so on; the system uses capacitive differential pressure transmitter to detect the tower pressure and the detected signal is sended to the A/D converter; A/D converter will convert this analog voltage signals into digital signals which send to the AT89C51 single-chip, and the micro-controller processes the results, which can use the nixie tubes to display, and accomplish the control of drainage and pumping motor; At the same time of real-time processing in the SCM, the corresponding button can switch to different functions of the control system.Each part of the hardware circuit of the system uses C51 language to program, so as to realize the use of the keyboard to adjust the controlled parameters of upper and lower limit pressure; using one of LED to display the pressure, through the logic code to control the control circuit of the motor, the motor will pump or drain under a certain condition; ultimately the water pressure and water pressure will be controlled in a specified range.After the design of hardware circuit and software program, debugging liquid level control system combining hardware with software part is needed; if errors are found, find the right solution, modify the wrong part; also this combination of liquid level control system simulation results need test, and observe the experimental results whether or not these results are in conformity with the requirements of the project design; Otherwise, modifying the part that does not meet the requirements of the project, and ultimately the aim of liquid level control system will be achieved.Keywords: AT89C51 single chip micro-controller; A/D conversion;liquid level control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题的意义 (1)1.2 国内外的研究动态 (2)1.3 课题的目的和预期目标 (3)第2章系统整体方案设计 (4)第3章硬件电路设计 (6)3.1 AT89C51单片机 (6)3.1.1 单片机的功能和特点 (6)3.1.2 时钟和复位电路 (8)4.8 驱动电路的软件设计 (28)第5章系统调试与仿真结果 (29)5.1 系统调试 (29)5.2 仿真结果 (30)5.2.1 水压仿真测试 (30)5.2.2 水位仿真测试 (31)第6章结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录 (35)第1章绪论1.1 课题的意义随着很多行业对液位控制的需求日益增加，液位和液压控制技术正在不断发展。
ADAM-5510系列产品快速入门手册
第一章 ADAM-5510 SERIES 的概述ADAM-5510 SERIES是基于 PC 的可独立完成数据采集与控制的可编程控制器。
采用坚固的工业级塑封外壳可确保系统在恶劣的工业环境中可靠运行。
ADAM-5510 SERIES具备通用编程功能，可用于信号的程控放大、模拟I/O、数字I/O及通讯参数的设定。
ADAM-5510 SERIES提供输入/输出（3000VDC）、COM2口通信（2500VDC）、电源（3000VDC）隔离功能，可阻绝地线电流，减少电气躁声对系统的影响，保护系统不受高压和放电所引起的浪涌电流冲击。
ADAM-5510 series也包括实时时钟和看门狗定时器功能。
实时钟可实时记录事件发生的时刻，而当系统死机时看门狗定时器可重置处理器，这不仅减少了系统维护工作，而且使ADAM-5510 SERIES可应用于系统稳定性要求较高的场合。
ADAM-5510 series可编程控制器包括：ADAM-5510M：4槽可编程控制器ADAM-5510E：8槽可编程控制器ADAM-5510/TCP:带以太网口的可编程控制器ADAM-5510E/TCP: 8槽带以太网口的可编程控制器注意：ADAM-5510不属于ADAM-5510 series可编程控制器。
因为上述四种可编程控制器有相同的硬件结构和软件函数库，而ADAM-5510有独立的硬件结构和函数库。
关于ADAM-5510请参考其说明书或快速入门手册。
ADAM-5510 SERIES设置了四个串行通信口COM1（RS232/485）、COM2（RS485）、COM3（Program口/RS232）和COM4口（RS232/485），可适用于多种应用场合。
第二章 ADAM-5510 SERIES Utility工具软件的使用1 ADAM-5510 SERIES Utility的安装把ADAM-5510 SERIES 随机附带光盘放入计算机的光驱中，选择ADAM5510series Utility 安装选项，出现如下安装界面：根据后续的软件安装提示，完成ADAM5510 series Utility 的安装。
基于单片机的液位控制系统(本科毕业设计)
摘要二十一世纪是高科技时代，科技正在发展，一些传统的测控方式也会随着科技的发展而改革更新。
现代的工业、农业的生产中不仅要求液位控制系统更精准，更稳定，还要求其更新自动化程度快和性价比高。
基于单片机的液位控制系统具有测量精准度高、性能稳定可靠、能量消耗低而使用寿命较长的特点，将科学与液位测量相结合，而达到合理调配资源，降低能源消耗的目的。
超声波能在不同媒质中传播，且方向性强，传播距离远，消耗能量缓慢，碰到障碍物会产生反射，形成反射回波。
所以超声波常常被用于测量距离。
本设计采用超声波模块测量液面的高度，并把数据传送给AT89C51单片机。
单片机处理数据信息后判断是否开启水泵抽水来实现水位的基本控制功能。
本系统由LCD1602显示器、键盘、传感器、电源和水泵组成。
关键词：单片机；超声波；LCD1602；传感器Abstract21st century is the era of high technology, technology is being developed, some of the traditional measures will be updated with the development and reform of science and technology. Modern industry and agriculture requires not only a more intuition and stable performance, but also fast update automation and high cost-effective with the cost in reducing production equipment requirements. Liquid level control system based on microcontroller with its high control accuracy, reliable performance, low energy consumption and long working life set to be applied to the liquid level system characteristics of the control. Combine science with liquid level measurement to achieve a reasonable allocation of resources and reduce the purpose of energy consumption.Ultrasonic propagation in different media, and strong direction, transmission distance, slow energy, obstacles will produce reflection to form echo. Ultrasound is often used to measure distance. This design uses ultrasonic to measure the height of liquid level, then sent the data to AT89C51 microcontroller. Microcontroller determines whether to open the pump after processing the data from ultrasonic wave distance measurement module to achieve the basic level control.The system consists of LCD1602 monitor, keyboard, sensors, power supply and water pump.Keywords: AT89C51 Ultrasonic wave LCD1602 sensor目录1 绪论 (1)1.1选题的背景和意义 (1)1.2国内外发展形势 (1)1.3本系统主要完成的任务 (2)2 系统硬件设计 (3)2.1 系统硬件结构 (3)2.2 AT89C51单片机模块 (3)2.3 超声波测距模块 (5)2.3.1超声波简介 (5)2.3.2 HC-SR04超声波传感器 (6)2.3.3 HC-SR04超声波传感器测距原理 (7)2.3.4 HC-SRO4超声波模块电路图 (8)2.4 LCD1602显示模块 (8)2.4.1 LCD1602显示器介绍 (8)2.4.2 1602LCD指令说明及其时序 (10)2.5 电源模块 (11)2.6 按键模块 (11)2.7 报警模块 (12)2.8 抽水系统模块 (13)2.9 整体电路图 (13)3 系统软件设计 (17)3.1 系统工作原理 (17)3.2 主程序流程图 (17)3.3 超声波测距模块设计 (18)3.3 按键模块设计 (20)3.4报警模块设计 (20)4 软件制作与调试 (22)4.1 软件制作 (22)4.2 软件调试 (22)5 硬件制作与调试 (24)5.1 硬件制作 (24)5.2 硬件调试 (24)总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1选题的背景和意义二十一世纪是高科技时代，科技正在发展，一些传统的测控方式也会随着科技的发展而改革更新。
基于单片机的液位控制器课程设计(B5)
电子信息工程专业课程设计任务书题目：水位自动控制设计目录一、总体设计方案 (2)1.1 设计功能及要求 (2)1.2 设计方案 (6)二、硬件设计 (10)2.1 液位检测电路 (10)2.2 单片机最小系统 (11)2.3 LED显示电路 (11)2.4 按键电路 (12)2.5 报警电路 (13)三、软件设计 (15)3.1 主程序设计 (15)3.2 子程序设计 (17)四、结论 (20)五、设计体会 (21)参考文献 (22)一、总体设计方案本设计从分析水塔水位报警器的原理和设计方法入手，主要基于单片机的硬件电路和语言程序设计,实现一种能够实现水位自动控制、具有自动保护、自动声光报警功能的控制系统。
本控制系统由A/D转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机控制部分等构成。
同时对各个部分进行了详细的论述，并给出了主要的流程图和软件设计程序。
1.1 设计功能及要求1、利用单片机和传感器构建一套完整的水位自动控制系统。
功能：1、当水位低于最低点时，电路能自动加水。
2、当高于最高点时，电路能自动停水。
3、该电路的直流电源自行设计。
（可采用W78××系列）要求既能实现水位自动控制，又能显示实际水位，便于用户监视。
在水塔中经常要根据水面的高低进行水位的自动控制，同时进行水位压力的检测和控制。
本液位器具有水位检测、报警、自动上水和排水（上水用电机正转模拟，下水用电机反转模拟）、压力检测功能。
2、该系统以89S52单片机为水塔水位控制系统的核心，用传感器采集水压模拟信号，然后将模拟信号送入A/D转换器，换算出某一时刻水塔水位的实际高度，然后拿它与标定水位进行比较，要求实时检测水箱的液位高度，并与开始预设定值做比较，由单片机控制开关的开断进行液位的调整，最终达到液位的预设定值。
检测值若高于上限设定值时，要求报警，断开继电器，控制水泵停止上水；检测值若低于下限设定值，要求报警，开启继电器，控制水泵开始上水。
基于ADAM5510E的液位控制系统的设计
基于ADAM5510E的液位控制系统的设计
熊磊
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2011(24)4
【摘要】以THJ-2型高级过程控制系统实验装置为基础,基于研华的
ADAM5510E可编程控制器实现了以中水箱液位为副参数,下水箱液位为主参数的双闭环的串级控制系统.通过在组态王中参数的连接与设置,实现了液位运行画面的监控.在该控制系统中,使用ADAM5510E提供的丰富的C语言函数库,即可实现所需功能.实验结果表明利用该控制方案在试验装置中能够有效地控制,满足液位控制要求,具有一定的实用性.
【总页数】3页(P3-4,6)
【作者】熊磊
【作者单位】太原科技大学电子信息工程学院,山西太原,030024
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于传感器与单片机的综合设计实验r——液位控制系统设计 [J], 惠俊峰;贾亚娟
2.基于S7-300PLC的结晶器液位控制系统设计 [J], 缸明义;宁平华;潘小波;唐开元
3.基于ACO的连铸结晶器液位控制系统设计 [J], 唐立伟;李权;李和平
4.基于STC89C52单片机的液位控制系统设计 [J], 李学亮;王峰
5.基于PLC的锅炉多水箱液位控制系统设计研究 [J], 王荣华;秦勇;唐勇
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两 部 分 ， 完 整 的 ｌ 模 块 供 用 户 使用 。 为 了 方便 模 块 的拆 装 ， 有 ／ Ｏ
液位 控 制 系 统 主要 由执 行 器 ， 制 器 和 检 测机 构 组 成 。 着 控 随
生产 线 的更 新 以及 生 产 过 程 控 制 要 求 的提 高 ，要 求 液 位 控 制 系
程 端 口 ， 内置 的 Ｒ ＯＭ— ＯＳ系 统 与 Ｍ — ＯＳ操 作 系统 兼 容 ， Ｄ Ｓ Ｄ 可 以利 用 Ｂ Ｌ Ｄ Ｃ 或 者 Ｃ＋ 等 高 级 语 言 编 译 应 用 程 序 ， ＯＲ ＡＮ ＋ 编 写 的 应 用 程 序 可 以通 过 编 程 口下 载 到 控 制 器 的 Ｒ ＯＭ 空 间 ， 供 程 序 运 行 。 何 程 序 在 下 载 之前 ， 任 都应 该 转 化 为 控 制 器 的兼 容 性 代码 ， 载使 用 程 序 内附 通 讯程 序 。 下
关 键 词 ： ＡＭ５ １ Ｅ ＰＤ， ＡＤ ５ ０ ， Ｉ 串级 控 制 ， 容 水 箱 双
Ａｂｓ ｒ ｔ ｔａｃ Ａ ｄ ｂｌ ｌｏｐ ａｓ ａｄ ｃ ｔｏｌｓ ｓ ｅｍ ｂａ ｅ ｏｎ ＨＪ一 Ａｄ ａｎ ｅｄ ｏｕ ｅ ｏ ｃ ｃ ｅ ｏｎ ｒ ｙ ｔ ｓｄ Ｔ ２ ｖ ｃ Ｐｒ ｅｓ Ｃｏ ｔｏｌ ｏｃ ｓ ｎ ｒ Ｓｙ ｔ ｍ Ｅ ｐｅ ｉ ｓｅ ｘ ｒｍｅｎ ａｌ Ｄｅ ｃ ａｎ ｔ ｖｉｅ ｄ
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控制 结 构 和 控 制算 法 比较 复 杂 。文 献 ［】 过机 理 建 模 的方 法 建 ２通
立 了三 容 水箱 的数 学 模 型 ， 计 了模 糊 自整定 ＰＤ 控 制 ， 真 结 设 Ｉ 仿 果 表 明该 方法 大大 的改 善 了 系 统 的 动 态 和 静 态性 能 ，但 这种 方
１２ 完 整 的 Ｉ０ 模 块 及 库 函数 ｌ ／ Ａ Ａ ５０ Ｄ Ｍ５ １ Ｅ采 用 模 块 化 系 统 接 口 ，分 为 主 机 和 ＩＯ 模 块 ／
《 业 控 制 计算 机 ｝ ０ １ 第 ２ 工 ２１ 年 ４卷 第 ４期
３
基于 Ａ Ａ ５ Ｅ的液位控制 系统 的设计 Ｄ Ｍ５ １ ０
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熊 磊 （ 太原科技 大学 电子 信 息工程 学 院 ， 西 太原 ０ ０ ２ ） 山 ３ ０ ４
统 的 提高 ， 统 的控 制 方 法 已经 不 能 满 足 生 产 需 要 。 文 献 ［］ 传 １针
对 双容 水 箱 的 大滞 后 、 非线 性 等 特 点 设 计 了 神 经 Ｐ Ｄ控 制 ， 过 Ｉ 通
实 验 的验 证 表 明 的控 制 方 法 的正 确 性 和 有 效 性 ，但 这 种 方 法 的
摘 要
以 Ｔ Ｊ ２型 高级 过 程 控 制 系统 实验 装 置 为基 础 ，基 于研 华 的 ＡＤ Ｍ５ １ Ｅ可 编程 控 制 器 实现 了以 中水 箱 液位 为 副 Ｈ一 Ａ ５０
参数， 下水 箱 液 位 为 主参 数 的 双 闭环 的 串级 控 制 系统 。通 过 在 组 态 王 中参 数 的连 接 与 设 置 ， 实现 了液 位 运 行 画 面 的 监 控 。
Ｔ ｅ ｅ ｅｌｏｆｍ ｏ ｔ ｉｇ ｃｒｅｎ ｓ ｈ ｌｖ ｎｉ ｎ ｓ ｅ ｉ ｏｒ ａｃ ｅ ｅｄ ｔ ｒ ｕｇｈ ｈｉｖ ｈ ｏ ｐａｒｍ ｅｅｒ ｃ ｎｎ ｃ ｉｎ ｎ ｓ ｔｉｇｓ ｎ ｈ Ｋｉｇｖｅｗ ｉ ｃ ｔｏｌ ｙ ｔ ａ ｔ ｓ ｏ ｅ ｔｏ ａ ｄ ｅ ｔ ｎ ｉ ｔ ｅ ｎ ｉ Ｔｈｓ ｏｎｒ ｓ ｓｅｍ
在 该控 制 系统 中 ， 用 Ａ Ａ ５ ０ 使 Ｄ Ｍ５ １ Ｅ提 供 的丰 富 的 Ｃ 语 言 函数 库 ， 可 实现 所 需功 能 。 即 实验 结 果表 明利 用 该控 制 方 案在 试
验 装 置 中能够 有 效 地控 制 ， 足 液 位控 制 要 求 ， 满 具有 一定 的 实用 性 。