水位控制系统论文
锅炉汽包水位控制系统初步论文
锅炉汽包水位控制系统的初步探析摘要：锅炉汽包水位自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量，并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。
维持汽包水位在给定范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件，也是锅炉正常运行的主要指标之一，水位过高，会影响汽包内汽水分离效果，使汽包出口的饱和蒸汽带水增多，蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击，引起轴封破损、叶片断裂等事故。
同时会使饱和蒸汽中含盐量增高，降低过热蒸汽品质，增加在过热器管壁和汽轮机叶片的结垢。
水位过低，则可能破坏自然循环锅炉汽水循环系统中某些薄弱环节，以致局部水冷管壁被烧坏，严重时会造成爆炸事故。
这些后果都是十分严重的，随着锅炉容量的增加，水位变化速度愈来愈快，人工操作愈来愈繁重，因此对汽包水位控制系统的调节愈显迫切。
关键词：锅炉汽包水位、三冲量控制系统、双冲量控制系统、单冲量控制系统abstract: the boiler drum water level to automatically adjust the task is to make water tracking the evaporation capacity of boiler, and maintain the drum water level in the process allows range. maintain the drum water level in a given range is to ensure the safe operation of the boiler and steam turbine necessary conditions, but also the major indexes of the normal operation of boilers, one of high water level, can affect the drum separation in effect, make the export ofsaturated steam drum with more water, steam and water will make steam turbines produce water impact, cause the shaft seal damage, such as impeller fracture accident. at the same time can make saturated steam in increased salinity, reduce the superheated steam quality, increase in superheater tube wall and the steam turbine blade scaling. low water, it may destroy the natural cycle boiler steaming-water circulation system of some of the weak link, so that local water-cooled wall be burnt out, will cause serious explosion accidents. the consequences are serious, along with the increase of boiler capacity, water level changes are increasingly fast, artificial operation more and hard, and so on the drum water level control system and greater regulation of urgent.keywords: boiler drum water level, impulse control system, three double impulse control system, single impulse control system汽包水位的特点汽包锅炉给水自动调节的主要任务是维持汽包水位在允许范围内变化。
水箱液位控制系统(二)正文部分
水箱液位控制系统(二)正文部分前言自古以来，水就在人们的日常生活中扮演了重要的角色。
水是生命的源泉、农业的命脉、工业的血液！一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失。
因此给水工程往往成为高层建筑或工矿企业中最重要的基础设施之一。
任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给水系统提出的基本要求。
就目前而言，多数工业、生活供水系统都采用水塔、层顶水箱等作为基本储水设备，由一级或二级水泵从地下市政水管补给。
因此，如何建立一个可靠安全、又易于维护的给水系统是值得我们研究的课题。
在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的液位（水位）进行自动控制。
比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。
虽然各种水位控制的技术要求不同，精度不同。
但其原理都大同小异。
特别是在实际操作系统中，稳定、可靠是控制系统的基本要求。
因此如何设计一个精度高、稳定性好的水位控制系统就显得日益重要。
水箱液位控制系统是进行控制理论与控制工程教学、实验和研究的平台，可以方便地构成一阶系统对象（双容水箱）和两阶系统对象（三容水箱）。
用户可通过经典的PID控制器设计与调试，进行智能控制教学实验与研究。
各种控制器的控制效果通过水位的变化直观地反映出来，同时通过液位传感器对水位的精确检测，方便地获得瞬态响应指标，准确评估控制性能。
开放的控制器平台，便于用户进行自己的控制器设计，满足创新研究的需要。
这种系统不仅适用于工业用水的控制，也适用于日常生活和农业生产上的液位控制。
1 系统结构原理1.1自动控制系统的组成（1）自动控制系统是由被控对象和控制装置组成的一个有机总体。
被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理组成的反馈控制系统。
基于PID算法控制的水位控制系统
基于 PID 算法控制的水位控制系统【摘要】水位问题在农业有极大的体现，农作物对于水位的要求十分苛刻。
目前这种水位问题，大多数依赖于人工。
该系统可以对水位进行精准的测量，实时的反馈数据加上系统的控制系统可以很好对水位进行控制。
提高农作物收成，减少人员劳动力。
水位问题在洪涝季节是一个很大的问题，水位的实时数据变的十分重要。
减少风险，提高安全保障。
【关键词】单片机；传感器； PID：水位控制1引言在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
但是，在一般的情况下，往往需要测量的水箱或水塔和控制室都有相当长的距离，常常需要架设在上百M或者上千M的输电和控制线路，很显然上述性的工作如果是人工完成的话无论从时间和资金上都将造成很大的浪费。
给测量和控制带来了一定的麻烦和不便，同时也容易出差错。
因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统。
2水位系统结构水位控制系统结构基于水位显示电路和单片机的水位控制系统结构如图所示。
该系统主要由显示电路、水位传感器、STM32F103单片机注水电机以及报警设备组成。
在外部系统的驱动下，水位会发生改变，水位传感器获取水位信息后会将信息传送给水位显示电路和单片机，单片机与水位显示电路之间通过 RS232 通讯线进行通信，水位显示电路能获得单片机所读取的水位实时信息并进行组态动画和数据显示。
当水位降低到补水阈值时，单片机的电机驱动程序驱动注水电机注水，一直将水增加到预设的水位，当水位降低到补水阈值还没有注水水位会一直下降，当水位降低到报警阈值时，单片机的报警程序启动，控制报警设备进行报警。
STM32单片机电源电路水位显示电路水位传感器电路电机控制电路系统框图3单片机系统STM32 系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用，按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列，增强型系列时钟频率达到 72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为 36MHz，以16 位产品的价格得到比 16 位产品大幅提升的性能，是 16 位产品用户的最佳选择。
基于单片机的水位控制系统设计毕业论文
基于单片机的水位控制系统设计毕业论文目录河系学院本科生毕业论文（设计）诚信声明 ........................................................ 错误!未定义书签。
河西学院本科生毕业论文（设计）开题报告 ........................................................ 错误!未定义书签。
摘要 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
ABSTRACT ............................................................................................................... 错误!未定义书签。
1. 绪论 (2)1.1 研究背景 (2)1.2研究现状 (2)2.设计任务及要求分析 (3)2.1 设计任务及要求 (3)2.1.1 设计任务 (3)2.1.2 设计要求 (3)2.1.3 要求分析 (3)3. 系统方案论证与选择 (3)3.1方案设计 (3)3.2 系统整体方案 (5)3.2 各单元电路方案论证 (5)3.3 主要模块简介 (7)3.3.1 核心芯片STC89C51单片机 (7)3.3.2 1602液晶显示器 (9)4. 硬件电路设计 (13)4.1 单片机最小硬件系统电路 (13)4.2水位显示电路 (13)4.3 水位调整及其报警电路 (15)4.4初值设置按键电路 (15)5. 程序设计 (16)5.1水位控制系统主程序设计流程图 (16)5.2 水位控制系统主程序 (16)6. 实物调试与测试 (16)6.1实物图 (17)6.2 测试结果分析 (17)7. 结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (20)附录 (21)河西学院本科生毕业论文（设计）题目审批表 (29)河西学院物理与机电工程学院指导教师指导毕业论文情况登记表 (30)河西学院毕业论文（设计）指导教师评审表 (31)河西学院本科生毕业论文（设计）答辩记录表 (36)1. 绪论1.1 研究背景水位自动控制技术越来越频繁地进入到自动控制系统设计者的视线。
汽包锅炉给水水位自动控制系统的设计(毕业设计论文)
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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基于PLC水塔水位控制系统的设计毕业论文
基于PLC⽔塔⽔位控制系统的设计毕业论⽂基于PLC⽔塔⽔位控制系统的设计毕业论⽂⽬录中⽂摘要............................................................................................................ 错误！未定义书签。
英⽂摘要................................................................................................................. 错误！未定义书签。
1 绪论 (3)1.1研究背景 (3)1.2研究的⽬的及意义 (4)1.3国内外发展现状 (4)2 PLC简介 (6)2.1可编程控制器的产⽣ (6)2.2 PLC的发展 (7)2.3 PLC的未来展望 (7)2.4 PLC的特点 (8)2.5 PLC的组成 (9)2.5.1 中央处理单元(CPU) (9)2.5.2 存储器 (10)2.5.3、输⼊/输出模块 (10)2.5.4、扩展模块 (11)2.5.5 编程器 (11)2.6 PLC的⼯作原理 (12)2.7 梯形图程序设计 (12)3 ⽔塔⽔位控制系统PLC硬件设计 (14)3.1 ⽔塔⽔位控制系统设计要求 (14)3.1.1 ⼯作原理 (14)3.2 ⽔塔⽔位控制系统主电路 (14)3.3 I/O接⼝分配 (15)3.3.1 列出⽔塔⽔位控制系统PLC的输⼊/输出接⼝分配表 (15)3.3.2 ⽔塔⽔位控制系统的I/O设备 (16)4 ⽔塔⽔位控制系统PLC软件设计 (17)4.1 程序流程图 (17)4.2 梯形图程序设计及⼯作过程分析 (18)4.2.1 ⼯作过程 (19)4.2.2 ⽔塔⽔位控制系统梯形图 (19)5 ⽔塔⽔位控制系统的组态设计 (23)5.1 组态软件概述 (23)5.2 组态软件在我国的发展 (23)5.3 组态软件的功能特点发展⽅向 (24)5.4 建⽴WINCC组态画⾯ (24)5.4.1 WINCC组态画⾯ (24)5.4.2 画⾯演⽰ (25)6 结论 (33)致谢 (34)参考⽂献 (35)论⽂原创性声明 (36)1 绪论在⼯业⽣产中，电流、电压、温度、压⼒、液位、流量、和开关量等都是常⽤的主要被控参数。
水塔水位控制系统
郑州科技学院专科毕业设计（论文）题目水塔水位控制系统学生姓名专业班级学号所在系指导老师完成时间水塔水位控制系统摘要水塔的作用：一是蓄水，在供水量不足之时，起着调节补充的作用。
二是利用水塔的高势，自动送水，使自来水有一定的水压扬程。
本次单片机系统设计的目的是利用单片机应用技术，以8051单片机为核心控制水塔的水位，并可实现了报警和手动、自动切换功能，为了达到节能的目的，提高供水系统的质量，考虑采用可编程序控制器、继电器和传感器技术，设计出一套适用的水塔水位控制方案。
该方案在硬件基础上配合软件实现了警戒水位报警，并可切换手动自动两种工作方案。
该系统操作方便，性能良好，简单便宜，比较符合电厂水系统控制的需要。
本文还详细的给出了相关的硬件框图和软件流程图，并编制了该汇编语言程序。
关键词单片机/水位/控制/报警The Water Tower water level control systemABSTRACTTower: one is the effect of water supply, and the supplementary role plays a regulation. Two is to use the high towers, automatic water tap water, have certain hydraulic head. The single-chip microcomputer system is designed by using the microcomputer application technology, 8051 single-chip processor core control towers, and can achieve a level alarm and manual, automatic switching function, in order to achieve the purpose of saving energy, improving the quality of water supply system, consider using a programmable controller, relays and sensor technology, design a set of suitable water control scheme of the towers. Based on this method, the hardware with software realize the warning level alarm, and can be switched manually two work plan.This system, convenient operation, good performance, simple and cheap, compared with the power to control water system. The paper also gives a detailed related hardware diagram and software flow chart, and the assembly language programKEY WORDS Single chip，level，Control，Alarm目录中文摘要 (I)英文摘要 ................................................................................................... 错误！未定义书签。
水位自动检测与控制系统的设计
1 引言1．1 探讨背景在社会经济飞速发展的今日，水在人们生活和生产中起着越来越重要的作用。
一旦断水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成重大的生产事故及损失。
因此，对水位的自动检测及限制的探讨，有着极其重要的地位。
任何时候都能供应足够的水量，平稳的水压，合格的水质，是对供水系统的基本要求。
就目前而言，多数工业生活供水系统，都接受水塔，层顶水箱等基本储水设备，由一级二级水泵从地下市政水管补给，因此如何建立一个牢靠平安又利于维护的给水系统是值得我们探讨的课题。
现今社会，自动扮装置无所不在，在限制技术需求的推动下，限制理论本身也取得了显著的进步。
水塔水位的监测和限制，再也不须要人工进行操作。
实践证明，自动化操作，具有不行替代的应用价值。
在工农业生产以及日常生活应用中，常常会须要对容器中的液位（水位）进行自动限制。
比如自动限制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水限制、自动电热水器、电开水机的自动进水限制等。
虽然各种水位限制的技术要求不同，精度不同，但基本的限制原理都可以归纳为一般的反馈限制方式，就是利用传感器对于信号的供应通过单片机对数码显示、电机限制、报警限制部分的限制[1]。
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限制、具有自动爱惜、自动声光报警功能的限制系统。
本限制系统由A/D转换部分、单片机限制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机限制部分等构成。
这是个简洁而灵敏的监测报警电路，操作简洁，接通电源即可工作。
因为大部分电路接受数字电路，所以本水位监测报警器还具有耗能低、精确性高的特点。
该系统设计新颖、简易，灵敏度高，工作稳定，能够自动检测和显示当前水位、凹凸水位报警等功能水位自动限制电路是通过水位传感器将水位高度转换为0~10V的直流电压，再经过A/D转换后，将转换所得的数字量送入单片机进行处理来达到对水位进行自动限制的目的。
毕业设计论文基于MCGS组态软件的水位控制系统
新疆工程学院课程设计题目基于MCG组态软件的水位控制系统目录前言 (1)1.设计概述 (2)1.1设计任务介绍 (2)1.2设计系统组成框图 (2)1.3设计分析 (2)14设计所用软件介绍 (3)1.4.1什么是MCGS组态软件 (3)1.4.2 MCGS组态软件的系统构成 (3)1.4.3 MCGS组态软件的功能和特点 (5)1.4.4 MCGS组态软件的工作方式 (5)2设计思路 (6)3组态画面的设计 (7)3.1工程建立 (7)3.2建立流程画面 (7)3.3定义数据对象 (8)3.4.动画连接 (9)3.5模拟设备连接 (9)3.6 控制流程 (10)3.7 报警显示 (10)3.8 报表输出 (12)3.9 趋势曲线显示 (12)3.10 安全机制 (13)3.11 水位控制系统总效果 (15)4 总结 (17)5 参考文献 (18)、八、•前言计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCG工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。
MCGS 是一种流行的组态软件开发环境，组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。
MCGS 通用版组态软件主要完成通用工作站的数据采集和加工，实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等日常性监控事务。
对工作站软件的要求主要是系统稳定可靠，能方便的代替大量的现场工作人员的劳动和完成对现场的自动监控和报警处理，随时或定时的打印各种报表。
由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。
采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了。
随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展,人们对自动化监控系统的需求越来越大, 要求越来越高。
液位控制系统毕业论文
液位控制系统毕业论文液位控制系统毕业论文引言液位控制系统是工业自动化领域中常见的控制系统之一。
它的主要功能是根据液体的实时液位信息，通过控制阀门或泵等装置，实现对液体液位的精确控制。
液位控制系统在化工、石油、食品等行业中得到广泛应用，对提高生产效率、降低安全风险具有重要意义。
本篇论文将对液位控制系统的原理、设计与应用进行深入研究和分析。
一、液位控制系统的原理液位控制系统的原理基于液位传感器的测量技术。
常见的液位传感器包括浮球式、压力式和电容式等。
浮球式液位传感器通过浮子的浮沉来感知液位高低，压力式液位传感器则通过测量液体对传感器的压力变化来确定液位。
电容式液位传感器则是通过测量电容的变化来反映液位的变化。
液位控制系统的工作原理可以简单描述为：液位传感器感知液位的变化，并将信号传递给控制器；控制器根据设定的目标液位，通过控制阀门或泵等执行器来调整液位。
这一过程需要涉及到信号采集、信号处理、控制算法和执行器控制等多个环节。
二、液位控制系统的设计液位控制系统的设计需要考虑多个因素，包括控制精度、响应速度、稳定性和可靠性等。
其中，控制精度是指系统输出与设定值之间的偏差，响应速度则是指系统对液位变化的迅速程度。
稳定性是指系统在长时间运行中的抗干扰能力，而可靠性则是指系统在各种环境条件下的正常工作能力。
液位控制系统的设计需要根据具体的应用场景来确定。
在化工行业中，由于液体的性质多变，设计师需要考虑液体的温度、压力、粘度等因素对系统的影响。
在石油行业中，由于液位控制系统通常需要应对高温、高压等极端环境，设计师需要选择适合的材料和技术来保证系统的可靠性。
在食品行业中，设计师还需要考虑食品安全和卫生要求，确保系统不会对食品质量产生负面影响。
三、液位控制系统的应用液位控制系统在工业生产中有着广泛的应用。
在化工行业中，液位控制系统可以用于控制反应釜中液位的变化，确保反应过程的稳定性和安全性。
在石油行业中，液位控制系统可以用于储罐的液位控制，避免液位过高或过低带来的安全隐患。
基于plc水塔水位自动控制系统设计(毕业论文)
基于plc水塔水位自动控制系统设计(毕业论文)基于PLC的水塔水位自动控制系统设计摘要：本论文设计了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的水塔水位自动控制系统。
该系统通过PLC对水塔水位进行实时监测和控制，实现了水塔水位的稳定控制和节约水资源的目标。
本论文详细介绍了系统的硬件组成、软件设计和系统调试，为读者提供了一种实用的水塔水位自动控制方案。
一、引言水塔是城市供水中重要的基础设施之一，它起到了调节和储存水的作用。
传统的水塔水位控制主要依靠人工操作，存在着很多问题，如操作不及时、水资源浪费等。
因此，设计一种基于PLC的水塔水位自动控制系统，可以提高水塔的运行效率和水资源利用率。
二、系统需求分析本系统需要实现以下功能：1.实时监测水塔水位；2.根据水位自动控制水泵的启停；3.实现水塔水位的自动调节；4.防止水泵过载和干运转等异常情况；5.实现远程监控和管理。
三、系统设计1.硬件组成2.本系统主要由PLC、水位传感器、水泵、电动阀门、通信模块等组成。
其中，PLC作为核心控制单元，负责数据处理和控制输出；水位传感器监测水塔水位；水泵和电动阀门负责水流的控制；通信模块实现数据传输和远程监控。
3.软件设计4.本系统的软件设计主要包括PLC程序设计和上位机监控软件设计。
PLC程序主要实现数据采集、逻辑控制和水泵启停等功能；上位机监控软件则通过组态软件实现数据的实时显示、参数设置和远程控制等功能。
5.系统调试6.在系统调试过程中，我们进行了硬件和软件的测试，验证了系统的稳定性和可靠性。
同时，我们还对系统的节能效果进行了评估，结果表明本系统可以有效地节约水资源。
7.系统功能完善与优化8.针对实际应用中出现的问题和不足，我们提出了相应的改进措施：首先，增加了水泵的故障检测功能，提高了系统的安全性；其次，优化了控制算法，提高了水塔水位的控制精度；最后，完善了上位机监控软件的功能，提高了系统的可操作性。
9.经济效益分析10.本系统的应用带来了显著的经济效益。
水塔水位控制系统毕业设计
目录毕业论文（设计）任务书 ...................................................................................... - 1 -开题报告 .................................................................................................................. - 1 -摘要................................................................................................................... - 3 -关键词 ...................................................................................................................... - 4 -引言 .. (1)第一章水塔水位系统方案 (2)1.1 系统方案论证 (2)1.2 水塔水位自动控制系统 (2)1.3水塔水位发展与应用 (3)第二章电路设计 (4)2.1电路原理 (4)2.2 系统原理框图 (4)2.3水泵电机主控图 (5)2.4电路的组成 (5)2.5工作原理 (6)2.6元件清单 (7)第三章水塔水位自动控制电路的结构 (8)3.1控制原理 (8)3.2系统结构 (8)结论 (9)参考文献 (10)附录 (11)致谢 (12)毕业论文（设计）任务书开题报告一、研究的目的水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而自动控制原理, 依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定以满足用水要求, 从而提高了供水系统的质量。
热水器水温水位控制论文
热水器水温水位控制装置的设计指导老师: 王彦第六组: 徐文卿唐正宇蓝仁富(南华大学电气学院湖南衡阳421001)摘要：本系统是为热水器水温水位的检测和控制而设计的。
在太阳能热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。
系统的分析了数字式温度传感器DS18B20和耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以A T89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。
整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。
测试结果表明，误差小于2%，达到设计要求。
关键词: AT89S51单片机，水温水位，传感器，检测与控制The System For Autocontrol The Temperature And LevelOf The Water- HeaterAbstract:This system is design to measure and control the water lever and temperature for the water-heaer..It’s compose d of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these component are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagnetism vave or relay which are controled by AT89S51. The whole system is easy to adjust.It is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing..Keyword: AT89S51 control temperature lever目录1 系统设计41.1设计要求4 1.1.1设计任务: 4 1.1.2主要技术指标：4 1.1.3主要功能：4 1.1.4显示要求：4 1.1.5故障显示4 1.2方案的比较和论证4 1.2.1温度检测部分4 1.2.2水位检测部分5 1.2.3核心控制部分7 1.2.4执行器部分8 1.2.5显示器部分8 1.3系统方案的确定8 1.4系统的工作原理92 单元电路设计102.1水温检测部分10 2.1.1DS18B20简介10 2.1.2DS18B20的工作方式10 2.1.3DS18B20的工作时序11 2.2水位检测部分12 2.3显示部分14 2.4执行器部分14 2.4.1继电器印制板电路的设计15 2.4.2加水控制电路15 2.4.3加热控制电路15 2.5电源部分16 2.6智能控制部分16 2.6.1报警和按键电路17 2.6.2时钟电路17 2.6.3上电自动复位电路18 2.6.4液晶显示接口电路183 软件的设计193.1系统正常工作子程序19 3.2设定预置温度子程序203.3设定预置水位子程序21 3.4系统主程序214系统的测试224.1测试仪器清单22 4.2水温的测试22 4.3水位的测试22 4.4继电器控制电路的测试225 结束语23参考文献23附录24附录1系统使用说明24附录2主要元器件清单24附录3系统原理图25附录4印制板图25附录5热水器水温水位控制装置程序清单261 系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务:设计一个太阳能热水器水温水位控制系统1.1.2主要技术指标：1.测温精度：±2℃2.测温范围：0～100℃3.水位分档：5档1.1.3主要功能：1. 开机自检：开机时发出“滴”提示音，表示机器处于正常状态；2. 水位预置：可预置加水水位：20、50、80、100%；3. 水温指示：显示热水器内部的实际水温；4. 水位指示：显示热水器的内部实际水位；5. 温控上水：当热水器未加满水，水温又偏高时（水温在60~100℃时），自动补水至合适水温50℃左右；6. 自动上水：当缺水时延迟15分钟自动上水至预置水位，预置水位默认状态为50%档，启动时蜂鸣长声，关水时短鸣三声；上水时水位滚动显示。
锅炉汽包水位控制系统的设计毕业论文
过程控制系统实验报告专业 xxxxxx班级 xxxxxxxxx学生姓名 xxxxxx学号 xxxxxxxx锅炉汽包水位控制系统设计一、控制要求设计一个汽包水位控制系统;使汽包水位维持在90CM;稳态误差±0;5CM;以满足生产要求..二、完成的主要任务1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程2.对被控对象进行特性分析;画出汽包水位控制系统方框图和流程图3.选择被控参数和被控变量;说明其选择依据4.设计控制系统方案;如何选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真;对参数进行整定;其仿真图要满足动态性能指标8.总结实验课程设计的经验和收获过程控制系统实验报告............................... - 0 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理............ - 3 -1.1 概述............................................ - 3 -1.2 锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................ - 4 -1.3 锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 - 第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计............... - 5 -2.1 对被控对象进行特性分析 ............................ - 5 -2.2汽包水位控制系统方框图和流程图..................... - 5 -2.2.1 液位控制系统的方框图.................................. - 5 -2.2.2 液位控制系统的方案图.................................. - 6 -2.3选择被控参数和被控变量............................. - 7 -2.4选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标 .......... - 7 -2.4.1传感器、变送器选择 ..................................... - 8 -2.4.2执行器的选择........................................... - 8 -2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择.. ....................... - 8 -2.4.4 关于给水调节阀型号的选择.. ............................. - 9 -2.4.5 给水流量蒸汽流量..................................... - 9 -2.5 四个环节的工作形式对控制过程............................... - 9 -第三章PID控制.................................... - 10 -3.1对控制进行PID控制.......................................... - 10 -3.2整定PID理论参数............................................ - 11 -第四章仿真...................................... - 12 -4.1对锅炉汽包水位进行simulink仿真................... - 12 -4.2对系统参数进行整定................................ - 14 -第四章结束语...................................... - 10 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理1.1概述随着电子产品的降价及自动化生产线工艺控制连续稳定优势的凸现;越来越多的企业准备将自己的核心生产线改成全自动化生产线或者对个别关键工艺参数采用自动控制..工业应用自控技术在中国的推广使用较晚;但近年来发展较快..国内现在做汽包水位自动控制系统方面的设计公司很多;但由于能够集工艺要求、自动化技术和电气技术三者于一体的设计不多;所以人们清楚地认识到自动控制技术在工业应用中的重要地位和作用..从传统的控制方式来看;结构简单成本低的方案不能有效的控制锅炉汽包“虚假水位”现象;而能够在一定程度上控制“虚假现象”;系统却过于复杂;成本较高..故三种基本结构应运而生：单冲量调节系统结构;单级三冲量调节系统结构;串级三冲量调节系统结构..低负荷阶段;由于疏水和排污等因素的影响;给水和蒸汽流量存在着严重的不平衡;而且流量太小时;测量误差大;故在低负荷阶段;一般采用单冲量调节方式..单冲量水位控制系统是以汽包水位作为唯一的控制信号;冲量即变量..单冲量水位控制系统由汽包、变送器、调节器、执行器及调节阀等组成;系统框图如下所示：图1.1 液位控制系统方框图1.2锅炉生产蒸汽工艺简述水位控制系统的任务是使给水量与锅炉蒸汽量相适应;维持汽包水位在工艺规定的范围内..汽包水位反映了锅炉蒸汽流量与给水量之间的平衡关系;是锅炉运行中非常重要的监控参数..汽包水位过高;会影响汽水分离的效果;使蒸汽带液;过热器结垢;影响过热器的效率；如果使带液蒸汽进入汽轮机;会损坏汽轮机叶片..如果水位过低;会破坏水循坏而损坏锅炉;尤其是大型锅炉;一旦停止给水;汽包存水会在很短时间内完全汽化而造成重大事故;甚至引起爆炸..因此汽包水位需要严格控制..1.3锅炉生产蒸汽工作流程锅炉是工业过程中不可缺少的动力设备;锅炉的任务是根据外界负荷的变化;输送一定质量气压;气温和相应数量的蒸汽..锅炉是由“锅”和“炉”俩部分组成..“锅”就是锅炉的汽水系统;如图所示..由省煤器3、汽包4、下降管8、过热器5、上升管7、给水调节阀2、给水母管1及蒸汽母管6等组成..锅炉的给水用给水泵打入省煤器;在省煤器中;水吸收烟气的热量;使温度升高到本身压力下的沸点;成为饱和水然后引入汽包..汽包中的水经下降管进入锅炉底部的下联箱;又经炉膛四周的水冷壁进入上联箱;随即又回入汽包..水在水冷壁管中吸收炉内火焰直接辐射的热;在温度不变的情况下;一部分蒸发成蒸汽;成为汽水混合物..汽水混合物在汽包中分离成水和汽;水和给水一起在进入下降管参加循环;汽则由汽包顶部的管子引往过热器;蒸汽在过热器中吸热、升温到规定温度;成为合格蒸汽送入蒸汽母管..“炉”就是锅炉的燃烧系统;由炉膜、烟道、吸燃器、空气预热器等组成..锅炉燃料燃烧所需的空气由送风机送入;通过空气预热机;在空气预热机中吸收烟气热量;成为热空气后;与燃料按一定的比例进入炉膛燃烧;生成的热量传递给蒸汽发生系统;产生饱和蒸汽..然后经过过热器;形成一定的过热蒸汽;汇集到蒸汽母管..具有一定的压力的过热蒸汽;经过负荷设备调节阀供负荷设备使用..与此同时;燃烧过程中产生的烟气;其中含有大量余热;除了将饱和蒸汽变成过热蒸汽外;还预热锅炉给水和空气;最后经烟囱排入大气..第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计2.1 对被控对象进行特性分析在设计锅炉汽包水位控制的过程中首先从汽包锅炉入手;汽包锅炉有自然循环方式和强制循环方式两种;汽包锅炉自动控制的任务与直流锅炉几乎一样;也是主要包括四个方面：1保证系统安全运行；2保持燃烧的经济性；3保持炉膛负压在一定范围内；4运行中保证气轮机所需的蒸汽量;过热蒸汽压力和蒸汽温度的恒定..无论上一自然循环还是强制循环锅炉;其给水控制的任务都是为了保证锅炉负荷和给水的平衡关系..但是;汽包锅炉由于有了汽包的存在;使锅炉的运行方式、锅炉的结构、工作原理与直流锅炉不同;这就使实现控制的方式;采用被调量都有所区别..2.2汽包水位控制系统方框图和流程图2.2.1液位控制系统的方框图单冲量水位控制系统以汽包水位作为唯一的控制信号;冲量即变量..水位测量信号H的偏差;通过执行器去控经变送器送到水位调节器;调节器根据汽包水位测量值H与0制给水调节阀以改变给水量;保持汽包水位在允许的范围内..系统方框图如下所示..图2.1 液位控制系统方框图这种控制系统结构简单;是典型的单回路控制系统..采用单冲量控制系统;进行PID调节一般就能满足生产要求..2.2.2液位控制系统的方案图以汽包水位为被控参数;给水量作为控制变量可构成如图所示的单回路水位控制系统;工程上也称为单冲量控制系统..这种系统的优点是所用设备少;结构简单;参数整定和使用维护方便..在如图所示的单冲量控制系统中;当锅炉蒸汽负荷流量突然大幅度增加时;由于假水位现象;调节器不但不及时开大给水阀来增加给水量;反而去关小调节阀的开度;减小给水量..这样由于蒸汽量增加、给水量减少使汽包存水量减少..等到假水位消失后;汽包水位会严重下降;甚至会使汽包水位降到危险的程度;以至发生事故..对于负荷变动较大的大、中型锅炉;单冲量控制系统不能保证水位稳定;难以满足水位控制要求和生产安全..而对小型锅炉;由于蒸汽负荷变化时假水位的现象并不明显;如果在配上相应的一些联锁报警装置;这种单冲量控制系统也能满足生产的要求;并保证安全生产..图2.2 液位控制系统方案图 2.3选择被控参数和被控变量被控参数：能在生产过程中借助自动控制保持恒定值或按一定规律变化的变量.. 控制变量：用来克服干扰对被控参数的影响;实现控制作用的变量..又称为操纵变量..最常见的操纵变量是介质的流量;也有以转速、电压等作为操纵变量的..本次实验设计的控制变量为出口流体的流量..控制变量的确定被控变量选定以后;应对工艺进行分析;找出所有影响被控变量的因素..在这些变量中;有些是可控的;有些是不可控的..1、在诸多影响被控变量的因素中选择一个对被控变量影响显著且便于控制的变量;作为控制变量；2、其它未被选中的因素则视为系统的干扰..2.4选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标调节器的选型与调节规律的选择对过程控制系统的控制品质有至关重要的影响;也是过程控制系统设计的核心内容之一..调节器的输出决定于被控参数的测量值与设定值之差;被控参数的测量值与设定值变化;对输出的作用方向是相反的..过程控制中;对于调节器的正反作用的定义为：当设定值不变时;随着测量值的增加;调节器的输出也增加;则称为“正作用”方式；同样;当测量值不变;设定值减小时;调节器输出增加;称为“正作用”方式..调节阀正、反作用方式的选择是在调节阀气开、气关方式确定之后进行的;其确定原则是使整个单回路构成负反馈系统..图2.2 液位控制系统流程图2.4.1传感器、变送器选择传感器、变送器完成对被控参数的检测;并将测量信号传送至控制器..测量信号是调节器进行控制的依据;被控参数迅速、准确地测量是实现高性能控制的重要条件..测量不准确或不及时;会产生失调、误调或调节不及时..因此;传感器、变送器的选择是过控系统设计中重要的一环..2.4.2执行器的选择过程控制使用最多的是由执行机构和调节阀组成的执行器..A 、调节阀工作区间的选择B 、调节阀的流量特性选择C 、调节阀的气开、气关作用方式选择2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择关于给水调节阀的气开气关的选择;一般都是从安全角度考虑的..如果高压蒸汽供给蒸汽透平压缩机的重要负荷;为保护这些设备以选用气开F ．C 阀为宜..如果蒸汽作为工艺生产中的热源时;为保护锅炉;以选用气关F ．O 阀为宜..综合起来考虑;一般选带保”+”-位装置F．IJ的给水阀;即事故状态该阀停在原位..2.4.4 关于给水调节阀型号的选择关于给水调节阀型号的选择..由于流经给水阀的除氧水压力为6．0MPa 温度为104℃ ;极宜产生汽蚀现象..对于轻度汽蚀;一般给水阀的阀芯阀座选用司钛莱合金堆焊即可..对于重度汽蚀;一般给水阀选用多级高压调节阀;使高压除氧水在流过调节阀多级节流孔后逐渐降压;而每级阀芯上只承担一部分压差;使节流后的压力在阀的部分恢复不到流体的饱和蒸汽压力;可以有效的避免汽蚀现象;也有效的防止了汽蚀引起的噪声振动和对阀芯阀座的侵蚀..2.4.5 给水流量蒸汽流量给水流量蒸汽流量的一次元件如果选用节流装置;则差压变送器输出的信号需经开方器后再输入到加法器进行信号叠加..这样可以减少非线性对系统调节品质的影响..若是选用流量变送器则不必加开方器..它们的显示仪表的量程应选择的相同;其范围应比额定蒸汽负荷大一些;以保证锅炉在额定负荷下的给水流量有波动的余地..2.5 四个环节的工作形式对控制过程确定调节系统的方案时;要根据对象的特性和工艺要求;选择合适的调节规律;使组成的调节系统满足预期的品质指标..调节器的调节规律;即它的输出量与输入量偏差值之间的函数关系..P = f e调节器的作用是根据偏差;按规定的调节规律产生输出信号;推动执行机构;对生产过程进行调节..1、比例控制P适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统;2、比例积分控制PI适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统..3、比例微分控制PD适用于控制通道滞后较大的系统..例如加热较慢的温度控制系统..4、比例积分微分控制PID适用于容量滞后较大、负荷变化大、控制质量要求较高的系统;应用最普遍的是温度控制系统与成分控制系统..第三章PID控制3.1对控制进行PID控制求出系统的传递函数;画出液位控制系统方框图..在稳定状态下;水位测量信号等于给定值;水位调节器的输出;蒸汽流量及给水流量等三个信号;通过加法器得到的输出电流为:I0= K1 I1-K2 I2+ K3 I3式中;I1 为液位调节器的输出电流;I2 为蒸汽流量变送器的电流;I3 为给水流量变送器的电流;K1 、K2 、K3 分别为加法器各通道的衰减系数..设计K2 I2= K3 I3此时I0 正是调节阀处于正常开度时所需要的电流信号为了安全调节阀必须用气关阀 ..假定在某一时刻;蒸汽负荷突然增加;蒸汽流量变送器的输出电流I2 相应增加;加法器的输出电流I0 就减少; 从而开大给水调节阀..但是与此同时出现了假水位现象;水位调节器输出电流I1 将增大..由于进入加法器的两个信号相反; 蒸汽流量变送器的输出电流I2 会抵消一部分假水位输出电流I1 ; 所以; 假水位所带来的影响将局部或全部被克服..待假水位过去;水位开始下降;水位调节器输出电流I1 开始减小; 此时; 它与蒸流量信号变化的方向相反; 因此加法器的输出电流I0 减小; 意味着要求增加给水量; 以适应新的负荷需要并补充水位的不足..图3.1 液位控制系统方框图3.2整定PID理论参数调节器参数的工程整定方法在控制系统设计或安装完毕后;被控对象、测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定了;不能任意改变..只能通过控制器参数的工程整定;来调整控制系统的稳定性和控制质量..控制器参数的整定;就是按照已定的控制方案;求取使控制质量最好的控制器参数值..具体来说;就是确定最合适的控制器比例度P、积分时间TI;和微分时间TD..1稳定边界法临界比例度法属于闭环整定方法;根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据临界比例度Pm和振荡周期Tm;按经验公式求出调节器的整定参数..1 若置调节器Ti→∞;Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..yT图3.2 液位控制系统图根据Pm 和Tm;按经验公式计算出控制器的参数整定值第四章仿真4.1对锅炉汽包水位进行simulink仿真稳定边界法：图4.1比例控制图图4.4 比例控制 simulink仿真结果图4.3系统PID仿真图图4.4 PID控制simulink仿真结果4.2对系统参数进行整定1 置调节器Ti→∞; Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..3根据Pm和Tm;按经验公式计算出控制器的参数整定值..在控制系统设计或安装完毕后;被控对象、测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定了;不能任意改变..只能通过控制器参数的工程整定;来调整控制系统的稳定性和控制质量..控制器参数的整定;就是按照已定的控制方案;求取使控制质量最好的控制器参数值..具体来说;就是确定最合适的控制器比例度P、积分时间TI;和微分时间TD..1稳定边界法临界比例度法属于闭环整定方法;根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据临界比例度Pm和振荡周期Tm;按经验公式求出调节器的整定参数..1 若置调节器Ti→∞;Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..第五章结束语这次的锅炉汽包水位控制系统设计;把课堂上学到的东西用了出来;因为每台锅炉都不一样;不能全部说清楚..这次课程设计是使用常规仪表对锅炉汽包水位进行自动控制的典型的方案;让我从中体会到了过程控制的内涵..也为接下来的考试打下了基础..同时感谢老师的精心指导;让我能顺利完成这次课程设计..。
基于单片机的水位检测与控制系统的研究与设计
摘要现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。
在工业、国防、科研等许多应用领域，智能检测系统发挥着越来越大的作用。
随着社会的进步、生产工艺和生产技术的发展，人们对液位的检测与控制提出了更高的要求。
而新型电子技术微电子技术和微型计算机的广泛应用于普及，单片机控制系统以其控制精度高，性能稳定可靠，设置操作方便，造价低等特点，被应用到液位系统的控制中来。
本设计用液位检测集成芯片LM1042、A/D转换芯片A/D574A、继电器、水泵，以及AT89C51单片机作为主控元件的液位检测与控制的原理、电路及监控程序。
用LM1042液位检测集成芯片测量液位，具有测量精度高、速度快、可靠、稳定等优点；采用单片机来控制液位信息的采集，并且计算出真实液位值，通过运算判断是否超限报警，使检测与控制具有更高的智能性。
关键词：AT89C51；AD574A；液位检测；LM1402；超限报警；继电器；水泵.ABSTRACTModern sensing technology, electronic technology, computer technology, automatic control technology, information processing technology and new technology, new material for the development of the intelligent detection system development has brought an unprecedented miracle. In industry, national defense, scientific research and many other fields of application, intelligent detection system is playing the more and more major role. Along with the progress of the society, the production technology and production technology development, the people to the level of test and control put forward higher request. And the new electronic technology of microelectronics technology and microcomputer's widely used in popularity, single-chip microcomputer control system with its high control accuracy, high performance is stable and reliable, setting, convenient operation, cost low characteristic, has been applied to the liquid level control systems. This design with liquid level detection integrated chips LM1042, A/D converse.Keywords: AT89C51; AD574A; The liquid level detection; LM1402; Overrun alarm; Relay; Water pump.目录第一章绪论 (1)1.1水位检测技术的应用与发展 (1)1.2水位检测系统设计的意义 (1)1.3本设计研究的内容和方法 (1)第二章系统硬件设计 (3)2.1系统总体功能概述 (3)2.2核心芯片的选择 (4)2.3硬件原理图 (10)第三章系统软件设计 (15)3.1软件功能概述 (15)3.2主程序设计 (16)3.3定时器T0中断服务程序 (17)3.4A/D转换子程序 (18)3.5LED显示子程序 (18)第四章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)附录一主程序代码 (22)附录二电路图 (26)附录三PCB版 (27)第一章绪论1.1 水位检测技术的应用与发展当今的工业领域中液位检测对许多自动控制方案来说都至关重要。
基于单片机的水位控制系统设计毕业论文
基于单片机的水位控制系统设计毕业论文毕业论文（设计）题目：系部名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：教师职称：20年月传统的水位控制在生产中一直占有主导地位，但随着生产线的更新，不仅要求有更直观、准确、稳定的位控制系统，同时还要求在降低生产设备的成本方面要求更新自动化程度和性价比高的水位控制系统。
单片机控制系统以其控制精度高、性能稳定可靠、设置操作方便、造价低等特点被应用到位系统的控制中。
本系统采用单片机AT89C51为控制核心来实现水位的基本控制功能。
系统由键盘、数码显示、A/D转换、传感器、电源和控制部分组成。
本文以单片机端口的输出电平控制继电器的动作，实现电机的启动或者停止，从而达到自动控制水位的目的。
另外，系统可根据需要设定水位控制的高度，同时具备超限报警和故障报警功能，并辅以发光二极管显示相应水位的状态。
AT89C51，A/DLevel control system based on microcomtrollerAbstractThe traditional water level control in production has been a dominantposition, but with production line, not only the update demanding more direct, precise and stable water level control system, at the same time also requires the cost in reducing production equipment requirements update automation degree and cost-effective of water level control system. Single-chip microcomputer control system with its high control accuracy, reliable performance, convenient operation, low cost set to be applied to the liquid level system characteristics of the control.This system uses the microcontroller AT89C51 as the water level control core to realize the basic control functions. System by the keyboard, digital display, A / D conversion, sensors, power and control components. In this paper, the output of microcontroller port level control relay operation, start or stop the motor, so as to achieve the purpose of automatic control of water level. In addition, the system may need to set the height of water level control, along with limit alarm and fault alarm function, supplemented by light-emitting diode displays the status of the corresponding level.Keywords：AT89C51 A / D conversion the water level control digital display sensor fault alarm目录1 引言 12 系统设计方案比较说明 33 水位控制系统的原理和设计方案4 3.1 水位控制系统组成 43.2 单片机系统组成及工作原理 4系统组成 4工作原理 53.3 控制方案的设计 5设计思路 5方案设计 64 硬件设计84.1 单片机84.2 时钟电路94.3 电源电路114.4 传感器114.5 串行通信124.6 键盘电路134.7 水位显示电路134.8 A/D转换电路14ADC0809的内部逻辑结构14ADC0809的引脚图14A/D转换电路原理图 164.9 电机控制184.10 看门狗电路 184.11 稳压电路204.12 报警电路215 软件设计225.1 程序设计流程图225.2 程序设计23键盘程序23A/D转换子程序24初始化程序24运行状态下的程序24结论26致谢27参考文献28附录1 29附录2 30[1]。
电热水器水温水位控制系统设计-毕业论文定稿
电热水器水温水位控制系统设计-毕业论文定稿电热水器水温水位控制系统设计第I页电热水器水温水位控制系统设计摘要本系统是为电热水器水温水位控制系统而设计的。
在电热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。
系统的分析了耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以 AT89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。
整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。
测试结果表明，误差小于2%，达到设计要求。
关键词：AT89S51单片机，水温水位，传感器，检测与控制I电热水器水温水位控制系统设计第II页THE SYSTEM FOR CONTROL THE TEMPERATURE ANDLEVEL OF THE ELECTRIC WATER HEATERABSTRACTThis system is design to measure and control the water lever and temperature for the water-heaer.It’s composed of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these component are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagnetism vave or relay which are controled byAT89S51. The whole system is easy to adjust.It is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing.Key Words: AT89S51,control, seasor,temperature and level电热水器水温水位控制系统设计第III页目录第1章绪论 ............................................. 1 第2章设计思路及要求 .. (2)2.1 本设计的目的和意义 ........................................... 2 2.2 控制系统的设计要求 ........................................... 2 2.3 本设计实现思路及方法 .. (2)第3章硬件设计 (4)3.1 控制系统组成及工作原理 ....................................... 4 3.1.1 系统结构 ................................................. 4 3.1.2 控制系统组成 ............................................. 5 3.2 单片机概述 ................................................... 6 3.3 器件介绍 ..................................................... 7 3.3.1 AT89C51单片机 ............................................ 7 3.3.2 数码管显示 ............................................... 8 3.4AT89C51单片机的最小系统 (9)3.5 AT89C51单片机时钟电路 ....................................... 10 3.6 AT89S51单片机复位电路 (10)第4章单元模块设计 (12)4.1 水位检测模块 ................................................ 12 4.2 温度检测模块 ................................................ 12 4.3 键盘模块 .................................................... 13 4.4 显示模块 (14)第5章软件设计 (15)5.1 软件设计原理及设计所用工具 (15)电热水器水温水位控制系统设计第IV页5.2 显示子程序 .................................................. 16 5.2.1 系统正常工作子程序 ...................................... 16 5.2.2 设定预置温度子程序 ...................................... 17 5.2.3 设定预置水位子程序 ...................................... 18 第6章系统调试与原理图 ................................ 19 第7章总结与体会 ...................................... 20参考文献 ................................................ 21附录1 .................................................. 22附录2 .................................................. 23附录3 .................................................. 34致谢 ................................................... 35作品（软件）使用说明书 . (36)电热水器水温水位控制系统设计第1页第1章绪论近年来，随着用电的普及和燃气燃油价格上涨的影响，电热水器的市场上升趋势更加明显，新生力量快速电热水器以其加热快速、体积小巧、安全节能的明显优势在市场中一枝独秀倍受瞩目。
洗衣机水位控制系统的研究与设计
洗衣机水位控制系统的研究与设计水位控制系统是洗衣机中至关重要的部分，它负责根据用户选择的衣物数量和类型来控制洗衣机中的水位。
良好的水位控制系统可以确保洗衣机在使用过程中具有高效、节能的特点，并在同等负载条件下提供优质的洗涤效果。
本文将对洗衣机水位控制系统的研究与设计进行探讨，旨在提供一个全面而深入的分析。
首先，水位控制系统的研究是建立在对用户需求的全面了解基础上的。
通过调查用户对洗衣机水位控制的期望和要求，可以得到一些关键指标，例如最低水位、最高水位、不同类型衣物的水位要求等。
这些指标将成为设计水位控制系统的基础。
其次，水位控制系统可以采用不同的控制策略和传感器来实现。
主要有以下几种方法：1. 基于浮子传感器的水位控制系统：这种方法通过在洗衣机内部安装浮子传感器来检测水位。
当水位达到一定高度时，浮子会上浮并触发水位控制系统停止注水。
这种方法简单、成本低廉，但浮子传感器在使用过程中容易出现故障。
2. 基于压力传感器的水位控制系统：通过安装压力传感器来检测洗衣机内部的水压，从而控制水位。
当压力达到预设值时，水位控制系统会停止给洗衣机注水。
这种方法精确度较高，但对于压力传感器的要求也较高。
3. 基于电容传感器的水位控制系统：电容传感器能够测量电容变化，因此可以通过安装电容传感器来检测水位。
当水位达到预设高度时，电容变化会触发水位控制系统停止注水。
这种方法不受水质条件的影响，但需要准确地校准电容传感器以提供可靠的测量。
根据对不同水位控制系统的分析和评估，研究者可以选择最适合洗衣机的水位控制方法。
此外，为了提高系统的稳定性和鲁棒性，可以考虑将多种传感器和控制策略相结合使用。
除了传感器和控制策略的选择，水位控制系统的设计还需要考虑到其他因素。
首先是安全性问题，如防止洗衣机因水位控制系统故障而出现漏水等危险。
其次是考虑系统的可靠性和持久性，以确保长期使用中的稳定性和耐用性。
在设计过程中，可以使用模拟和仿真技术来验证水位控制系统的性能。
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电路计算机辅助设计班级：测控1142姓名：车军贤学号：22指导教师：张立新冯璐于静撰写日期：2013年11月22日MCGS水位控制系统设计与制作摘要：在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显要示，使水位保持在适当的位置。
关键词：水位控制、MCGS、PLC目录第一章引言 (3)第二章水位控制系统设计 (5)1.1设计任务和目的 (6)1.2监控系统分析和总体设计 (6)第三章运用MCGS实现系统动画 (6)3.1实时数据库组态 (6)3.2虚拟对象组态设计 (6)3.3窗口界面组态 (7)3.3.1用户窗口设计 (7)3.3.2定义数据对象 (7)3.4运行策略组态 (9)3.5控制策略组态设计 (10)3.5.1控制要求 (10)3.5.2脚本程序编辑 (10)3.6历史报表与实时报表数据 (11)3.7实时和历史报警记录报表设计 (12)3.8系统菜单组态 (13)第四章总结 (14)参考文献 (15)附录 (16)第一章引言在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
但是，在一般的情况下，往往需要测量的水箱或水塔和控制室都有相当长的距离，常常需要架设在上百米或者上千米的输电和控制线路，很显然上述性的工作如果是人工完成的话无论从时间和资金上都将造成很大的浪费。
给测量和控制带来了一定的麻烦和不便，同时也容易出差错。
因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统。
所以设计一种利用PLC的无线自动测量控制系统来控制水位是十分必要的，既不用架设电缆，而且可以实现水位的连续测量和控制，非常的方便和实用，而且节省人力和物力。
本课题研究的内容是“智能水位控制系统”。
水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本实验采用PLC和集成电路进行主控制，在水池上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用单片微机或时基集成电路对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、控制及故障报警等功能。
本论文以传感器为基础，在此基础上介绍水泵控制电路。
也包括了完整的控制电路和详细的原理说明；介绍了传感器的结构和工作原理以应用为目的。
对水泵进行自动化控制的目的是当水池（水箱、水塔、水井）水位低于一定限度时，能够及时的补充，以保证工程人员的生活用水和机械设备用水，水泵控制通常采用限位式控制方式（如压力、水位高限和低限），常用的控制器有晶体管式、电接点压力表式以及球型液位控制器等。
水位传感器是一种能把非电输入信息转换成电信号输出的器件或装置。
它具有灵敏度高，可靠性好，利于安装，误差小，并且具有低成本，适用性强等特点受到极大的欢迎。
其次就是分析部分，如何在检测信息到来之后做到合理的分析并作到信息的反馈对水位做出合理的处理。
以下是以工控PC机为主控上位机，利用人机接口的智能软件包-MCGS组态软件在PC机上建立工控的对象，完成对PLC(下位机)的控制，实现水位上限（250L）和下限（50L）的报警及自动控制，不仅可以以最少的人员配备对远程监控的管理，提供较为直观、清晰、准确的现场状态信息，进而整体提高远程监控系统的运行速度。
本文介绍了MCGS 主要特点、组态过程和PLC混合编程在实时监控中的应用。
以典型水位控制系统为例，利用MCGS模拟水位和流量测算过程，开发一个水位控制远程监控系统。
第二章水位控制系统设计第二章水位控制系统设计1.1设计任务和目的（1）完成水位控制系统的画面制作，实现动画控制效果。
（2）了解常用工控组态软件的主要特点及应用。
（3）掌握工控组态软件MCGS主要特点及应用。
（4）重点掌握MCGS的画面组态、动画显示、流程控制等解决实际工程问题的方案和操作方法。
1.2监控系统分析和总体设计（1）工程的框架结构本工程定义的名称为“水位控制系统”，由五大窗口组成。
总共建立了两个用户窗口，四个主菜单，分别作为水位控制、报警线时间、曲线显示、数据显示，构成了本工程的基本骨架。
（2）输入、输出设备的变量分析对本工程变量分析如下：1）水泵的起停：开关量输出。
2）调节阀的开启关闭：开关量输出。
3）出水阀的开启关闭：开关量输出。
4）水罐1、2液位指示：模拟量输入。
第三章运用MCGS实现系统动画3.1实时数据库组态据此产生本工程中与动画和设备控制相关的变量名称见图3-1图3-1工程中与动画和设备控制相关的变量名称3.2虚拟对象组态设计对象元件库管理单击“工具”菜单，选中“对象元件库管理”或单击工具条中的工具箱按钮，则打开动画工具箱，工具箱中的图标用于从对象元件库中读取存盘的图形对象；图标用于把当前用户窗口中选中的图形对象存入对象元件库中。
如图3-2所示图3-2对象元件库管理从图3-2所示“对象元件库管理”中的“储藏罐”中选取中意的罐，按“确定”按钮，则所选中的罐出现在桌面的左上角，可以改变其大小及位置，如“罐17”、“罐53”。
同理，从上图3-2所示“对象元件库管理”中的“阀”和“泵”中分别选取2个阀（阀44、阀58）、1个泵（泵40）。
3.3窗口界面组态3.3.1用户窗口设计选中“窗口0”，单击“窗口属性”，将“窗口名称”改为“水位控制”；将“窗口标题”改为“水位控制”。
选中“水位控制”，单击“动画组态”。
选择菜单项“文件”中的“保存窗口”,如图3-3、3-4所示。
图3-3MCGS工作台图-34用户窗口属性设置3.3.2定义数据对象用鼠标单击MCGS组态平台中的“实时数据库”，进入实时数据库窗口页。
按“新增对象”按钮，则在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象，多次按此按钮，则增加多个数据对象，系统缺省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“Data3”等。
选中数据对象，按“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设置”窗口，如图3-5所示。
指定名称类型：在窗口的数据对象列表中，用户将系统定义的缺省名称改为用户定义的名称，并指定类型，在注释栏中输入变量注释文字。
本系统中要定义的数据对象，以“液位1”变量为例。
在“基本属性”中，将“对象名称”设为“液位1”；将“对象类型”设为“数值”；其他不变，如图3-6所示液位组变量属性设置：在“基本属性”中，将“对象名称”设为“液位组”；将“对象类型”设为“组对象”；其他不变，在“存盘属性”中，将“数据对象值的存盘”设为“定时存盘”，“存盘周期”设为5秒，在“组对象成员”中选择“液位1”，“液位2”，如图3-8、图3-9所示。
对于水泵、调节阀、出水阀三个开关型变量，属性设置只要把“对象名称”分别改为：水泵、调节阀、出水阀；“对象类型”选中“开关”，其他属性不变。
如图3-10所示。
图3-5数据基本属性设置图3-6 数据组对象成员设置图3-7数据存盘属性设置图3-8液位2属性设置图3-9液位1属性设置 3-10 水泵属性设置3.4运行策略组态性设置在运行策略窗口，双击“循环策略”，双击图标进入“策略属性设置”窗口，如图所示。
只需要把“循环时间”设为“200”ms，在策略组态中，单击工具条中的新增策略行图标就可以增加新的策略行，如图3-11所示。
图3-11工具条—新增策略行就完成了一个按照时间循环运行脚本程序的控制策略，如图3-12所示。
图3-12策略工具箱—脚本程序3.5控制策略组态设计3.5.1控制要求当“水罐1”的液位达到9m时，就要把“水泵”关闭，否则就要自动启动“水泵”；当“水罐2”的液位不足1m时，就要自动关闭“出水阀”，否则自动开启“出水阀”；当“水罐1”的液位大于1m，同时“水罐2”的液位小于6m就要自动开启“调节阀”，否则自动关闭“调节阀”。
3.5.2脚本程序编辑双击图标进入脚本程序编辑环境，如下图所示。
脚本程序编辑环境中使用右下角键盘输入如下控制程序，最终结果如图3-13所示。
图3-13脚本程序编辑IF液位1 < 9THEN水泵=1ELSE水泵=0ENDIFIF液位2 < 1THEN出水阀=0ELSE出水阀=1ENDIFIF液位1 >1and液位2<6THEN调节阀=1ELSE调节阀=0ENDIF脚本程序编写，按“确定”退出，这时再进入运行环境，就会按照所需要的控制流程，出现相应的动画效果。
3.6历史报表与实时报表数据在工程应用中，大多数监控系统需要对数据采集设备采集的数据进行存盘，统计分析，并根据实际情况打印出数据报表，所谓数据报表就是根据实际需要以一定格式将统计分析后的数据记录显示和打印出来，如：实时数据报表、历史数据报表（班报表、日报表、月报表等）。
数据报表在工控系统中是必不可少的一部分，是数据显示、查询、分析、统计、打印的最终体现，是整个工控系统的最终结果输出；数据报表是对生产过程中系统监控对象的状态的综合记录和规律总结。
如图3-14所示。
图3-14系统设备的数据3.7实时和历史报警记录报表设计本工程中需设置报警的数据对象包括：液位1、液位2.定义报警的具体操作如下：1）进入实时数据库，双击数据对象“液位1”。
2）选中“报警属性”标签。
3）选中“允许进行报警处理”，报警设置域被激活；4）选中报警设置域中的“下限报警”，报警值设为：2；报警注释输入：“水罐1没水了！”。
5）选中“上限报警”，报警值设为：9；报警注释输入：“水罐1的水已达上限值！”。
6）单击“存盘属性”标签，选中报警数据的存盘域中的“自动保存产生的报警信息”。
7) 按“确认”按钮，“液位1”报警设置完毕。
8) 同理设置“液位2”的报警属性。
需要改动的设置为:“下限报警”的报警值设为：1.5；报警注释输入：“水罐2没水了！”；“上限报警“的报警值设为：4；报警注释输入：“水罐2的水已达上限值！”。
如图3-15.图3-16.图3-17所示图3-15策略属性设置图3-16单元属性设置图3-17报警显示构件属性设置3.8系统菜单组态在MCGS组态平台上，单击“主控窗口”，在“主控窗口”中，单击“菜单组态”，在工具条中单击“新增菜单项”图标，会产生“操作0”菜单。
双击“操作0”菜单，弹出“菜单属性设置”窗口。
如图3-18所示。