(完整版)液位检测与控制试验系统设计..
流量液位控制实训系统技术方案(纯方案,4页)
DLPCS-LLYW01流量液位控制实训系统技术文件一、产品功能和概述实验装置提供了一个综合性的实验，介绍了控制工程的基本原理，使用一个例子的综合流量和水平控制。
水平和流量可以单独控制，作为一个级联。
在级联模式的水平是主要的控制变量。
流量控制并提供参考变量控制变量的优化调整（设定）。
所有组件都清楚地放置在一个垂直面板上。
泵送水从储罐到管道系统，其中包含一个浮子流量计。
从那里把水传递到透明的液位控制罐。
该水平是由一个压力传感器安装在水平控制罐的基础上。
所使用的控制器是一个国家的最先进的数字工业控制器。
在控制回路中的执行器是电磁比例阀。
在罐口和管道系统中的球阀允许产生定义的扰动变量。
控制变量和操纵变量可以被作为模拟信号在实验室插孔。
这使得外部录音设备，可以连接，如绘图仪或示波器。
二、实训项目●智能仪表的认识及应用●泵的认识及应用●电动调节阀的认识及应用●压力传感器的认识及应用●转子流量计的认识及应用●流量PID控制系统应用●压力PID控制系统应用●压力流量串级PID控制系统应用通过系统训练使学生掌握以下技能：●过程控制的应用●了解电器元件怎样选型应用●各类传感器的应用●电气原理图的设计及元器件符号的标准要求●各类传感器的安装及灵敏度的调整，了解怎样判断传感器的好坏及事故处理办法；●系统的调试工艺：试机运行；机械位置的调试；传感器的调试；●设备的故障诊断及维修三、技术参数1、输入电源: 单相三线制AC220V±10% 50Hz操作电源：DC24V 3A2、环境温度：-10℃～40℃环境湿度：≤90%（25℃）3、外形尺寸：1000x500x1080mm（长×宽×高）4、整机容量：≤1.5KVA四、主要配置1、电气部分2、机械部分五、可选配件1：电脑桌。
检测系统综合课程设计--液位测控系统的设计
前言在人类文明高度发达的今天，人们对信息的采集、处理、传输及综合利用越来越迫切，单片机作为现代电子技术、计算机技术的新兴领域，其应用也越来越广泛，从开始的工业控制，到现在的航天航空、消防安全、工业数据采集、石油地质勘探、铁路交通运输以及楼宇自动化等，甚至目前的许多家电中都有单片机的应用。
以单片机为代表的嵌入式系统的出现标志着现代电子系统时代的到来。
随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，为了使学生对单片机检测系统有较深的了解学院特地为我们安排了这次为期四周的课程设计。
本次课程设计由我们自己选择测量对象，这样题目相对灵活，能更好的达到锻炼我们的目的。
在本次课程设计中我选择的是液位测控系统的设计。
液位检测在许多控制领域已较为普遍，各种类型的液位检测装置也不少，按原理分有浮子式、压力式、超声波式、吹气式、电容式等，这各种方法都根据其需要设计完成，其结构、量程和精度各有特色, 适用于各自的场合。
我选用的是浮子式液位传感器，因为它的结构比较简单，也比较便宜。
液位高度通过传感器测出，其输出的电信号通过信号调理电路传送给数/模转换器ADC0808，之后ADC0808再将转化后的数字信号传给单片机AT89C51，最后单片机通过与LCD液晶显示屏连接，将液位高度显示出来，当液位超过警戒水位时，单片机会驱动LED点亮，输出报警信号。
在本次课程设计中，我也遇到了很多问题，如：如何确定方案、选择器件、使用仿真软件等。
困难再多、再大也是要克服的。
在这里我要感谢给我提供帮助的黎水平老师以及班上的同学们，没有你们的帮助我是不可能完成这次课程设计的。
由于本人水平有限，里面的内容难免有不少缺点和错误，恳请读者批评指正。
目录前言 (1)1.方案选择 (3)1.1方案1： (3)1.2方案2： (3)2.硬件电路的设计 (4)2.1传感器检测部分 (4)2.2电源模块设计 (5)2.3A/D转换部分的设计 (6)2.4单片机的选择 (10)2.5 显示电路的设计 (12)2.6 控制驱动电路设计 (14)2.7 键盘设计 (15)2.8 时钟信号设计 (16)3.软件设计 (16)3.1软件流程设计 (16)3.2上机软件仿真 (17)4.液位测控系统的误差分析 (18)5.设计心得 (19)6.参考文献 (20)1.方案选择1.1方案1：为了完成完成本次液位检测设计的各种功能，将整个电路分为四个部分：传感器检测部分、A/D转换部分、显示部分以及控制驱动部分。
液位检测系统设计
烟台大学机电汽车工程学院机械设计制造及其自动化学院：机电汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：**小组成员：**********烟台大学机电汽车工程学院机械设计制造及其自动化目录摘要 (3)第一章绪论 (4)第二章系统硬件设计 (5)2.1 系统总体功能概述 (5)2.2 核心芯片的选择 (6)2.3硬件原理图 (11)第三章系统软件设计 (16)3.1 软件功能概述 (16)3.2 主程序设计 (16)3.3 定时器T0中断服务程序 (16)3.4 A/D转换子程序 (18)3.5 LED显示子程序 (18)结论 (20)参考文献 (21)附录 (22)附录一主程序代码 (22)附录二电路图 (26)- 2 -烟台大学机电汽车工程学院机械设计制造及其自动化摘要随着社会的进步、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。
本文介绍了用液位检测集成芯片LM1042和A/D转换芯片A/D574A，以及AT89C51单片机作为主控元件的液位检测的原理、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，使检测具有更高的智能性。
关键词：AT89C51 AD574A 液位检测 LM1402 超限报警- 3 -烟台大学机电汽车工程学院机械设计制造及其自动化第1章绪论本设计研究的内容和方法内容：设计某制药厂液缸内液位检测系统，本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，自行设计电源，选用合适的液位检测传感器，检测液位，数码管显示，当液位高度太高或太低时，报警。
（可采用中断方式设计）方法：本设计经过调研，收集且分析相关技术资料，综合考虑液位检测技术发展和液位检测系统特点的基础上，提出把液位检测显示同超限报警综合的解决方案。
液位检测与控制实验 浙江大学 过程控制基础及实验
液位检测与控制实验一、实验目的1.通过实验了解液位测量的基本方法、工作原理及使用与校验方法2.仪表误差分析方法3.了解差压变送器ST3000的工作原理及使用方法4.了解零点迁移、满度调校等基本概念5.了解工业触摸屏的工作原理6.熟悉一阶对象的数学模型及其阶跃响应曲线7.根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定模型参数二、实验器材CS1000液位检测实验装置、差压变送器 ST3000、AI808智能调节仪、工业触摸屏三、实验原理C S1000型液位检测实验装置对象系统包含有：有机玻璃上水箱、不锈钢储水箱。
系统动力支路：由循环水泵、电动调节阀组成；装置检测变送和执行元件有：差压变送器ST3000、Y-100压力表、电动调节阀等。
本次实验使用ST3000差压变送器来检测液位高度，并与实际液位标尺值进行比较，求出ST3000差压变送器的测量精度等性能指标。
差压变送器的工作原理：当被测介质（液体）的压力作用于传感器时，压力传感器将压力信号转换成电信号，经归一化差分放大和输V/A 电压、电流转换器，转换成与被测介质（液体）的液位压力成线性对应关系的4~20mA 标准电流输出信号。
接线如图1所示。
CS1000装置的控制系统采用的是具有人工智能算法及通讯接口的AI808智能调节仪，上位机选择的是MCGS 触摸屏。
上位机MCGS 触摸屏通过RS232/485转换装置同AI808仪表侧部的RS485串行接口进行通讯。
学生可以直接通过AI808控制器面板上的操作按钮直接设定SV 、PID 等调节参数，也可以通过上位机MCGS 触摸屏远程控制AI808控制器，修改AI808控制器的控制参数。
通过运行触摸屏组态文件还可以观察被控参数的实时曲线、历史曲线，SV 设定值、PV 测量值、OP 输出值、各实验都设有动态流程图、及被测参数动态显示及变化棒图显示系统流程图。
触摸屏的组态文件可以根据实际需要自行编辑、下载，非常方便。
液位控制系统研究与设计
液位控制系统的 设计
设计目标与要求
响应速度：提高系统对液位 变化的响应速度
稳定性：保证系统在长时间 运行中的稳定性
准确性：确保液位测量的准 确性
易操作性：设计易于操作和 维护的系统界面
安全性：确保系统在运行过 程中的安全性
成本控制：在满足设计要求的 前提下，尽量降低系统成本
设计方案选择与比较
液位设定值：设定液位控制的目标值
液位偏差：实际液位与设定值之间的差值
液位控制精度：液位控制系统的准确性和稳 定性
液位控制系统的 研究现状
国内外研究现状
国外研究现状： 液位控制系统在 欧美等发达国家 已经广泛应用， 技术成熟，产品 种类丰富，市场
占有率高。
国内研究现状： 液位控制系统在 国内起步较晚， 技术水平相对较 低，产品种类较 少，市场占有率
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控制算法：自适应、鲁棒性、实时 性
应用领域：工业、农业、环保、医 疗等
现有液位控制系统的优缺点
优点：能够实 时监测和控制 液位，提高生 产效率和准确
性
缺点：存在一 定的误差，可 能导致液位控
制不准确
优点：具有较 高的稳定性和 可靠性，能够 适应各种工作
环境
缺点：成本较 高，维护和维
较低。
研究热点：液位 控制系统的研究 热点主要集中在 传感器技术、控 制算法、系统集
成等方面。
发展趋势：随着 物联网、大数据、 人工智能等技术 的发展，液位控 制系统将向智能 化、网络化、集 成化方向发展。
研究热点和难点
传感器技术：高精度、高稳定性、 长寿命
系统集成：模块化、标准化、智能 化
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液位测量系统设计
液位测量系统设计专业：自动化班级：自控1202学号：***************目录摘要： (3)关键词： (3)一、液位检测方法简介 (3)简述各种液位计的特点 (5)1 超声波液位计|物位计 (5)2 静压液位计 (6)3 雷达液位计 (6)4 磁致伸缩液位计 (6)5 差压式液位计|物位计 (6)6 磁翻板或磁翻柱液位计 (7)7 伺服式液位计 (7)8 电容式液位计 (7)9 射频导纳液位计 (7)10 浮筒液位计 (8)11 钢带液位计 (8)12 静磁栅液位计 (8)几种常见液位计性能比较 (9)二、液位测量系统设计 (10)2.1液位测量原理 (10)2.2补偿设计 (11)2.3测量系统结构 (12)2.4误差分析 (13)三、总结 (14)四、参考文献 (14)实验设计摘要：设计一套液位测量系统，要求测量范围0~2000mm，系统测量精度0.1%。
利用单片机加以控制，挡板补偿方法减小误差，提高传播时间的测量准确度来提高精度。
关键词：液位检测、超声波一、液位检测方法简介常用于测量液位的液位计有连通器式、吹泡式、差压式、电容式等，测量物位的有超声波物位计和放射性物位计等。
其测量原理和特点如下：1、连通器式就是应用最普通的玻璃液位计。
它的特点是结构简单、价廉、直观，适于现场使用，但易破损，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。
2、浮力式液位计包括恒浮力式和变浮力式两类。
(1)恒浮力式液位计恒浮力式液位计是依靠浮标或浮子浮在液体中随液面变化而升降，它的特点是结构简单、价格较低，适于各种贮罐的测量；(2)变浮力式液位计变浮力式亦称沉筒式液位计，当液面不同时，沉筒浸泡于液体内的体积不同，因而所受浮力不同而产生位移，通过机械传动转换为角位移来测量液位。
此类仪表能实现远传和自动调节。
3、吹泡式液位计是应用静压原理测量敞口容器液位。
压缩空气经过过滤减压阀后，再经定值器输出一定的压力，经节流元件后分两路：①一路进到安装在容器内的导管，由容器底部吹出；②另一路进入压力计进行指示。
液位控制系统实验报告
液位控制系统实验报告液位控制系统实验报告引言液位控制系统是工业生产过程中非常重要的一部分。
它能够确保液体在容器内的合适水平，以保持生产的稳定性和安全性。
本实验旨在研究液位控制系统的原理和性能，并通过实际操作来验证其有效性。
一、实验目的本实验的主要目的是探究液位控制系统的工作原理，了解液位传感器的原理和使用方法，并通过实验验证控制系统对液位的准确控制能力。
二、实验材料与方法1. 实验材料：- 液位传感器- 控制器- 液位计- 液体容器- 液体样品2. 实验方法：- 将液体样品倒入容器中，并确保液位计准确测量液位。
- 将液位传感器安装在容器内，确保其与液体接触并能准确测量液位。
- 将传感器与控制器连接，并设置控制器的参数。
- 启动控制器，观察液位控制系统的工作过程，并记录数据。
- 根据实验结果分析液位控制系统的性能。
三、实验结果与分析在实验过程中，我们成功地搭建了液位控制系统，并进行了一系列实验。
通过观察和记录数据，我们得出了以下结论：1. 液位传感器的准确性：实验结果表明，液位传感器能够准确地测量液体的高度，并将其转化为电信号输出。
传感器的准确性对于控制系统的稳定性和精度至关重要。
2. 控制器的响应速度：我们发现，控制器对液位变化的响应速度非常快。
一旦液位发生变化，控制器会立即调整输出信号，以保持液位在设定范围内。
这种快速的响应能力确保了液位的稳定性。
3. 控制系统的稳定性：在实验过程中，我们对液位进行了多次调节，并观察了系统的稳定性。
结果显示，控制系统能够在短时间内稳定液位，并且在设定范围内保持液位的波动较小。
这证明了液位控制系统的稳定性和可靠性。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了液位控制系统的工作原理和性能。
我们发现，液位传感器的准确性和控制器的响应速度对于控制系统的稳定性和精度至关重要。
此外，我们还验证了液位控制系统的稳定性和可靠性。
然而，本实验仅仅是对液位控制系统的初步研究，还有许多方面可以进一步探索。
液位检测系统设计
张显在“基于图像处理的视频液位检测系统地研究”中提出“基于图像处理的视频液位检测系统融合了图像处理技术、模式识别、ARM嵌入式系统、Linux操作系统等领域的先进技术于一体。通过实时采集的液位图像以及检测出的液位高度信息为工业控制领域提供控制需要的准确数据。”朱强在“基于ARM的超声波液位检测系统关键技术研究”中提出“在分析超声波液位检测系统的现状及其发展趋势的前提下，论述高性能液位检测系统对于液位测量的重要意义。”
[1]Rafael C.Gonzalez, Richard E.Woods, Digital Image Processing Second Edition, publishing house of electronic industry,2007,59~113
[2]Ohtani K, Baba M. A fast edge location measurement with subpixel accuracy using a CCD image.on IEEE,2001,21~23
一、选题的根据：1）本选题的理论、实际意义
2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解
1）本选题的理论、实际意义
人们在日常生活以及工业生产中，经常会遇到有关液位检测方面的问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水的供应、溶液过滤、污水处理以及化工生产等许多行业的生产过程中，通常都需要对液位进行检测。在生产和生活中所用液体的液位需要保持一定合适的高度，太满会容易溢出，从而造成浪费；过少又会无法满足生产需求。因此，本文拟设计一种检测仪器通过实时采集的液位图像来完成液位高度的自动检测，以便及时作出调整，使液位保持在正常水平，以便保证产品的质量和生产效益。本文主要研究图像信息处理技术在液位检测系统中的应用，论述了水位图像处理的各个模块包括图像分割、边缘检测、匹配识别、粗定位、精确定位等等，并最终探讨设计基于图像处理技术的液位检测系统。本文旨在满足人们日常生产和生活需要，设计一种具有自动控制功能的液位检测系统，利用传感器原理，并结合单片机设计出一种适合于运动和静止容器的液位检测系统。
液位自动控制系统设计
液位自动控制系统设计引言：液位自动控制系统是一种常见的自动化控制系统，广泛应用于化工、石油、食品等各个行业中。
液位的自动控制可以有效地提高生产效率、减少人力成本和降低事故风险。
本文将介绍液位自动控制系统的设计原理、组成部分和工作过程。
一、设计原理：液位自动控制系统的设计基于液位测量和控制原理。
液位测量通过传感器（如浮子式液位传感器、电容式液位传感器等）实现，传感器将液位信号转换为电信号，并传送给控制器。
控制器通过对液位信号的处理和判断，来决定是否进行控制操作。
二、组成部分：1.液位传感器：用于测量液位，并将信号转化为电信号。
常见的液位传感器包括浮子式液位传感器、电容式液位传感器等。
2.控制器：接收液位传感器传来的信号，并进行处理和判断。
控制器通常包括控制算法、输入输出接口、控制逻辑等。
3.执行器：根据控制器的指令，进行相应的控制操作。
常见的执行器包括电动阀门、电动泵等。
4.电源：为液位自动控制系统提供电能供应。
5.信号传输线路：用于传送液位传感器的信号到控制器。
三、工作过程：1.液位传感器感知液位，并将液位信号转换为电信号。
2.电信号通过信号传输线路送到控制器。
3.控制器接收电信号，并进行处理和判断。
4.控制器根据预设的控制算法和控制逻辑，判断是否需要进行控制操作。
5.如果需要进行控制操作，控制器通过输出接口向执行器发送控制指令。
6.执行器接收控制指令，并进行相应的控制操作（打开或关闭阀门、启停泵等）。
7.控制器周期性地对液位进行监测和判断，以维持液位在设定范围内的稳定。
设计注意事项：在液位自动控制系统的设计中，需要注意以下几个方面：1.液位传感器的选择要符合实际应用场景的要求，具有较高的精度和可靠性。
2.控制器的控制算法和控制逻辑要合理和可靠，能够满足实际生产过程的需求。
3.执行器的选择要考虑其控制能力和响应速度，确保能够及时准确地执行控制指令。
4.信号传输线路的设计要保证信号传输的可靠性和稳定性，避免信号干扰导致控制误差。
液位控制系统设计
液位控制系统设计液位测量是液位控制系统设计的基础，常用的液位传感器有浮球式、电容式、超声波等。
浮球式液位传感器通过测量悬挂在容器内的浮球悬浮的高度来获取液位信息，适用于液位要求较低的场合。
电容式液位传感器采用电容原理进行测量，能够实现较高精度的液位测量，适用于液位要求较高的场合。
超声波液位传感器通过测量超声波在液体和气体界面之间传播的时间来获取液位信息，具有非接触式、测量范围大的特点，适用于对容器形状较为复杂的场合。
液位控制系统的控制方法分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指通过设定液位设定值，根据液位传感器测量值，直接调节控制阀门或启停泵等执行器的开度或启停，以实现设定的液位控制精度。
闭环控制则是在开环控制的基础上，将液位测量值与设定值进行比较，通过控制器调节执行器的开度或启停，使液位保持在设定值附近，从而实现闭环控制。
闭环控制相比开环控制具有更高的控制精度，但也更加复杂。
液位控制系统的控制策略有多种，常见的有比例控制、比例-积分控制和模糊控制等。
比例控制是指根据液位偏差与设定值之间的比例关系，调节执行器的开度或启停，以实现液位控制。
比例-积分控制在比例控制的基础上引入积分环节，用来消除永久性偏差，提高控制精度。
模糊控制则是通过模糊逻辑运算，根据液位偏差和变化率的大小，调节执行器的开度或启停，以实现液位控制。
模糊控制相比传统控制方法，在非线性、时变和多变量系统中具有更好的适应性和鲁棒性。
在设计液位控制系统时，需要综合考虑测量精度、响应速度、控制精度和系统稳定性等因素。
同时，还需要结合具体应用场景的要求，选择合适的液位传感器、控制方法和控制策略，以实现高效、稳定、可靠的液位控制。
总之，液位控制系统设计需要综合考虑液位测量、控制方法和控制策略等方面的要素，以实现对液位的精确控制。
在设计过程中，需要选取合适的液位传感器，确定控制方法和控制策略，并进行系统调试和优化，以实现系统的高效性、稳定性和可靠性。
液位检测系统设计
摘要随着社会的进步，生产工艺和生产技术的发展，人们对液位检测提出了更高的要求。
由于新型电子技术、微电子技术和微型计算机被广泛的应用，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，造价低等诸多特点，被应用到液位系统的控制中来。
本文介绍了以LM型液位传感器，A/D转换芯片ADC0809，以及AT89C51单片机作为主控元件的液位检测系统的设计方法。
本文分别从液位检测，A/D转换，数码管显示，超限报警等几个方面对硬件电路进行了比较详细的介绍，然后对A/D转换程序，数码管显示程序，超限报警程序等做了比较详细的阐述，并用流程图做进一步的解释。
通过软件和硬件的联合调试，实现了在一定范围内对液位的调节，动态显示出液位结果，实现报警，完全实现了任务书上的要求。
关键词：液位检测、A/D转换、LM型液位传感器、超限报警AbstractAs society advances, the development of production processes and production technologies,the detection of the level control system have a higher demand. New electronic technology of microelectronics technology and miniature computers is widely used. Single chip control system to set up operations with high control accuracy, reliable performance, convenient,low cost, is applied to the level contral.This article describes the LM-type liquid level sensor and A / D conversion chip ADC0809, and AT89C51 microcontroller as the main control component of the liquid level detection system design methods. This article respectively fromthe liquid level detection, A/D converter, Digital display, Limit alarm and several aspects of the hardware circuit have conduct a more detailed description. Then the A/D conversion process, Digital tube display program, Limit alarm procedures have a fairly detailed, and using a flow chart for further explanation.Through joint debugging of software and hardware, The basic realization of the regulation on the level within a certain range of liquid level regulation, Dynamically shows the level results, Achieve alarm, Entirely Achieve the requirements of the mission statement.Keywords:the liquid level detection, A/D converter, lm-type liquid level sensor, limit alarm目录第1章绪论 (1)1.1 液位检测系统的概况 (1)1.2 国内外研究动态 (1)1.3 本次毕业设计的意义 (2)1.4 本次毕业设计的任务 (2)第2章硬件电路设计 (3)2.1 硬件电路工作原理 (3)2.2 硬件电路设计 (3)2.2.1 系统总体设计框图 (3)2.2.2 核心芯片的介绍 (4)2.3 硬件电路各模块设计 (10)2.3.1 电源电路设计 (10)2.3.2 单片机最小系统电路设计 (10)2.3.3 显示电路设计 (11)2.3.4 液位传感器的接口电路设计 (12)2.3.5 AT89C51与ADC0809的接口电路设计 (13)2.3.6 报警电路设计 (14)2.4 硬件电路总结 (14)第3章软件设计 (17)3.1 AT89C51的I/O口应用 (17)3.1.1 P0口的信号输入 (17)3.1.2 P1口的信号输入 (17)3.1.3 P2口的信号输入 (17)3.1.4 P3口的信号输入 (18)3.2 软件模块设计 (19)3.2.1 主程序的设计 (19)3.2.2 A/D转换的设计 (20)3.2.3 显示子程序的设计 (21)3.2.4 报警子程序的设计 (24)3.3 软件设计总结 (25)第4章联机调试 (28)4.1 仿真电路调试 (28)4.2 硬件电路调试 (29)4.3 硬件电路调试出现的问题及解决方法 (30)4.4 软件程序调试 (30)4.5 软件程序调试出现的问题及解决方法 (31)4.6 联机调试总结 (31)第5章结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (36)第1章绪论随着人们生活水平和工业标准的提高，液位的检测越来越受到人们重视，检测的精度和实时性要求也越来越高，另外还要求系统能提供对液位的自动控制功能。
液位计算机控制系统设计方案
液位计算机控制系统设计方案1、系统设计方案1.1 系统设计方案比较对于水位进行控制的方式有很多,而应用较多的主要有2种,一种是简单的机械式控制装置控制,一种是复杂的控制器控制方式。
两种方式的实现如下：(1)简单的机械式控制方式。
其常用形式有浮标式、电极式等,这种控制形式的优点是结构简单,成本低廉。
存在问题是精度不高,不能进行数值显示,另外很容易引起误动作,且只能单独控制,与计算机进行通信较难实现。
(2)复杂控制器控制方式。
这种控制方式是通过安装在水泵出口管道上的压力传感器,把出口压力变成标准工业电信号的模拟信号,经过前置放大、多路切换、A／D 变换成数字信号传送到单片机,经单片机运算和给定参量的比较,进行PID运算,得出调节参量;经由D／A变换给调压／变频调速装置输入给定端,控制其输出电压变化,来调节电机转速,以达到控制水位的目的。
本设计利用单片机设计一个水位控制系统，要求选择合适的水位，当设定完水位后，系统根据水位情况控制电磁阀的开启和关断。
1.2 系统设计总框图图2-1 系统总体框图1.3 A/D转换模块设计方案TLC1543美国TI司生产的多通道、低价格的模数转换器。
采用串行通信接口，具有输入通道多、性价比高、易于和单片机接口的特点，可广泛应用于各种数据采集系统。
TLC1543为20脚DIP装的CMOS 10位开关电容逐次A/D逼近模数转换器，引脚排列如图1 所示。
其中A0～A10（1～9 、11、12脚）为11 个模拟输入端，REF+（14脚，通常为VCC）和REF-（13脚，通常为地）为基准电压正负端，CS（15脚）为片选端，在CS端的一个下降沿变化将复位部计数器并控制和使能ADDRESS、I/O CLOCK （18脚）和DATA OUT（16脚）。
ADDRESS（17脚）为串行数据输入端，是一个1的串行地址用来选择下一个即将被转换的模拟输入或测试电压。
DATA OUT 为A/D 换结束3态串行输出端，它与微处理器或外围的串行口通信，可对数据长度和格式灵活编程。
液位测量与监控系统设计---毕业设计
毕业论文题目液位测量与监控系统设计姓名：________ _所在学院：___ _ _ ____所学专业：___ _ ___ _班级__ _ ____学号___ ____指导教师：_____ ________完成时间：____ ____________毕业论文（设计）任务书摘要随着计算机技术和网络技术的的飞速发展，为工业自动化开辟广阔的发展空间，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，是系统更加安全可靠，在这方面，MCGS工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。
MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平台的、用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。
MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、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以及企业监控网络等功能。
MCGS具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。
通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。
用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。
所以，使用MCGS用户无需具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定、功能全面、维护量小，并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。
MCGS已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。
组态（Configuration）为模块化任意组合。
关键词：MCGS 组态AbstractAlong with the computer technology and the network technology rapid development, industrial automation and open up a broad development space, users can easily and quickly establish efficient quality monitoring system, and through the use of remote monitoring and diagnosis, hot standby and other advanced technology, is the system more safe and reliable, in this respect, the MCGS industrial control configuration software will provide you provide strong software support.MCGS ( Monitor and Control Generated System ) is set based on the Windows platform, used for rapid construction and generation of PC control system configuration software system. MCGS provides users with solving the practical problems in the complete plan and development platform, can complete field data acquisition, real-time and historical data processing, alarm and security mechanism, process control, animation display, trend curve and report output and enterprise monitoring network and other functions.MCGS has perfect function, simple operation, good visibility, the maintainability is strong outstanding characteristic. Comparing with other related hardware combination, can be fast, convenient to develop a variety of data collection, data processing and control equipment. The user need only through simple modular configuration can construct their own application system, such as a flexible configuration of intelligent instrument, data acquisition module, paperless recorder, the unattended field acquisition station, man-machine interface equipment. Therefore, the use of MCGS users without the need for computer programming knowledge, then in a short period of time can be an easy job to perform a stable operation, complete function, small maintenance amount, and the professional development of computer monitoring system.MCGS has been successfully applied in petrochemical, iron and steel industry, power systems, water treatment, environmental monitoring, machinery manufacturing, transportation, energy and raw materials, agricultural automation, aerospace and other fields, through a variety of live long-term practical running, the system is stable and reliable.Configuration ( Configuration ) is a modular combination.Key words: MCGS configuration目录1 绪论 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.1.1目的 (1)1.1.2意义 (1)1.2组态软件的发展现状 (1)1.2.1组态软件现状 (1)1.2.2几种典型的组态软件 (2)1.3本论文研究的主要内容 (4)2 单容水箱液位系统 (5)2.1单容水箱液位系统的发展 (5)2.1.1发展现状 (5)2.1.2发展趋势 (5)2.2系统的设计 (6)2.2.1系统的工艺流程 (6)2.2.2系统的控制要求和实现功能 (8)3 液位控制系统的组态实现 (9)3.1MCGS组态软件 (9)3.1.1软件特点 (9)3.1.2软件构成 (10)3.2系统的组态设计 (12)3.2.1实时数据库的设计 (12)3.2.2用户窗口的组态设计 (14)3.2.3运行策略的编写 (16)3.2.4硬件设备的选取 (17)3.3运行效果 (19)总结 (22)参考文献 (23)1 绪论1.1选题的目的和意义1.1.1目的进入 90 年代以来，自动化技术发展很快，并取得了惊人的成就，已成为国家高科技的重要分支。
毕业设计论文_液位检测显示控制系统设计
毕业设计论文_液位检测显示控制系统设计毕业设计论文_液位检测显示控制系统设计摘要水位测量在日常生活和工业领域有着广泛的应用，比如江河湖泊，地下水，水电站等都需要进行水位监测，以此来了解水位的工作情况以方便工作。
水位监测系统目前在国里外都有广泛的应用。
水位检测就是水位数据的采集、存储、传输、处理等技术的集成。
水位检测的方法有很多种，如人工检测、传感器检测等等。
本文介绍的是基于压力传感器实现的液位控制器的设计方法，该控制器以STC89C51单片机为核心，并辅以外围硬件电路来实现控制要求。
本文首先介绍总体的设计方案，接着重点介绍各功能模块的作用及实现方法。
最后，介绍proteus 仿真软件。
关键词：水位检测单片机控制传感器摘要ABSTRACTWater level measurement in daily life and industrial fields have a wide range of applications, such as rivers, lakes, groundwater, hydropower, all these need water level monitoring , in order to understand the changes in the water level to facilitate the work. Water level monitoring system are widely used inside and outside currently. Level detection is the level of data collection, storage, transmission, processing and other technology integration. Level detection methods are many, such as artificial detection, sensor detection and so on. This article is based on a pressure sensor to achieve the level controller design method, the controller STC89C51 microcontroller as the core, supplemented by peripheral hardware circuit to achieve control requirements. This paper describes the overall design scheme, and then focuses on the role of various functional modules and implementation. Finally, proteus simulation software is introduced.Keywords: level detection single chip microcomputer control sensor目录第一章绪论 (3)1.1 液位自动检测的现状及发展趋势 (3)1.2 课题背景及研究意义 (4)1.3 方案规划 (4)第二章单片机最小系统设计 (7)2.1 单片机最小系统的功能 (7)2.2 51系列单片机 (7)2.3 单片机最小系统的结构 (10)2.3.1 时钟电路 (10)2.3.2 复位电路 (10)2.4 最小系统的电路设计 (11)第三章水位测量与显示模块的设计 (15)3.1 传感器的介绍 (15)3.2 0804模数转换器 (16)3.3 LCD液晶显示模块电路设计 (18)3.4 报警电路的设计 (20)3.5 控制电路的设计 (21)第四章软件的设计 (23)4.1 软件的整体结构设计 (23)4.2 LCD液晶显示程序设计 (23)4.2.1 LCD1602的基本操作时序 (23)4.2.2 LCD1602的初始化过程 (26)4.2.3 LCD1602的显示流程 (26)4.2.4 液晶显示部分子函数源程序 (27)4.3 4*1键盘程序设计 (29)4.3.1 按键的消抖 (29)4.3.2 按键部分源程序 (29)4.4 ADC0804程序的设计 (31)第五章Proteus仿真软件介绍 (37)5.1 仿真介绍 (37)5.2 Proteus的ISIS介绍 (37)5.3 利用Proteus绘制原理图 (40)5.4 Keil与Proteus的联调仿真 (41)第六章总结 (43)致谢 (45)参考文献 (47)附录1 电路图 (49)附录2 程序 (51)附录3 实物图 (59)第一章绪论1.1 液位自动检测的现状及发展趋势在现代化的工业生产中，液位测量几乎遍及生产工厂的各个环节。
液位、流量测量与控制实验
实验三 液位、流量测试与控制实验一实验简介通过液位、流量测试与控制实验，使材料成型与控制工程专业的本科生对材料加工过程中的物理量——流量、液位等的检测与控制方法、原理和硬件组成有比较深刻的了解。
熟悉各种工业传感器、控制器的使用方法和原理。
了解工业控制器的PID 特性。
二实验原理图1.1 A3000 高级过程控制试验系统A3000 高级过程控制试验系统，可以设计上百个实验，本实验课只开展4组实验，两组为必做实验，两组为选作实验。
有兴趣的同学还可以自己进行实验设计。
1流量、调节阀PID 单回路检测与控制实验实验原理如图1.2所示图1.2流量、调节阀PID 单回路检测与控制实验示意图大储水箱下水箱 水泵2 涡轮流量计 电动调节阀出水口P LC 输出一个开关量控制水泵2的通断。
当水泵2导通时，把水从大储水箱吸到下水箱中。
涡轮流量计根据管路中水流量的大小，向PLC 输入模拟量信号（4~20mA ）。
PLC 根据事先编好的程序，向电动调节阀输出相应的模拟量信号，根据模拟量信号的变化，改变管路的开度，从而起到改变管路中水流量的作用。
使下水箱的进水与出水达到动态平衡。
2单容下水箱液位、调节阀PID 单回路检测与控制实验实验原理如图1.3所示图1.3单容下水箱液位、调节阀PID 单回路检测与控制实验示意图实验原理与实验1基本相同，也是一组模拟量输出、一组模拟量输入。
3单容下水箱液位、变频器PID 单回路检测与控制实验（选作实验）实验原理如图1.4所示图1.4单容下水箱液位、变频器PID 单回路检测与控制实验示意图PLC 输出一个开关量控制变频器的通断。
当变频器导通时，通过水泵1把水从大储水箱吸到下水箱中。
根据液位的高低，液位传感器向PLC 输入模拟量信号（4~20mA ）。
PLC 根据事先编好的程序，向变频器输出相应的模拟量信号，出水口PLC 出水口 大储水箱 水泵1变频器 液位传感器下水箱根据模拟量信号的变化，变频器的输出频率变化，电机的转速V=2*60f/p ，（其中f 为频率，p 为电机的级数）发生变化。
液位、流量测量与控制实验
7、待红色曲线与黄色曲线基本重合后，设置P、I值。
8、待两条曲线重合度最好且红色曲线没有尖点后，按键盘上的“PrintScreen”键，打开windows自带的画图板，点击“编辑”、“粘贴”。保存图片后，上传到FTP。
四实验思考题
1、查阅相关资料，了解变频器的工作原理。
实验三液位、流量测试与控制实验
一实验简介
通过液位、流量测试与控制实验，使材料成型与控制工程专业的本科生对材料加工过程中的物理量——流量、液位等的检测与控制方法、原理和硬件组成有比较深刻的了解。熟悉各种工业传感器、控制器的使用方法和原理。了解工业控制器的PID特性。
二实验原理
图1.1 A3000高级过程控制试验系统
2单容下水箱液位、调节阀PID单回路检测与控制实验
实验原理如图1.3所示
图1.3单容下水箱液位、调节阀PID单回路检测与控制实验示意图
实验原理与实验1基本相同，也是一组模拟量输出、一组模拟量输入。
3单容下水箱液位、变频器PID单回路检测与控制实验（选作实验）
实验原理如图1.4所示
图1.4单容下水箱液位、变频器PID单回路检测与控制实验示意图
4流量、变频器PID单回路检测与控制实验（选做实验）
实验原理如图1.5所示
图1.5流量、变频器PID单回路检测与控制实验示意图
实验原理与实验3基本相同，也是一组模拟量输出、一组模拟量输入。
三实验步骤及操作方法
1流量、调节阀PID单回路检测与控制实验
1、双击桌面上的 ，待软件打开后，直接单击 ，再单击“进入系统”选项，选择“流量调节阀控制”选项。进入检测控制界面。
5、在检测控制界面上，黄色曲线为设定值（sp设置），设定为30（下水箱容量的30%）。红色曲线为液位传感器的测量值，蓝色曲线为电动调节阀的开度。
(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)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。
液位检测与控制试验系统设计
液位检测与控制试验系统设计1.发展现状：液位检测在许多控制领域已较为普遍，各种类型的液位检测装置也不少，按原理分有浮力式、压力式、超声波式、差压式、电容式等，这各种方法都根据其需要设计完成，其结构、量程和精度各有特色, 适用于各自的场合, 但都是基于固定液箱液位检测而设计。
市面上也有现成的液位计，有投入式、浮球式、弹簧式等，绝大多数价格惊人。
“水是生命之源”，不仅人们生活以及工业生产经常涉及到各种液位和流量的控制问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水的供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业的生产加工过程，通常要使用蓄液池。
蓄液池中的液位需要维持合适的高度，太满容易溢出造成浪费，过少则无法满足需求。
因此，需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量，使得蓄液池内液位保持正常水平，以保证产品的质量和生产效益。
这些不同背景的实际问题都可以简化为某种水箱的液位控制问题。
因此液位是工业控制过程中一个重要的参数。
特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的生产效果。
高老师也进行了多次的实验得出了一些相关的数据，水箱液位控制系统的设计应用非常长广泛，可以把一个复杂的液位控制系统简化成一个水箱液位控制系统来实现。
所以就选择了该题目的设计。
由于液位检测应用领域的不同，性能指标和技术要求也有差异，但适用有效的测量成为共同的发展趋势，随着电子技术及计算机技术的发展，液位检测的自动控制成为其今后的发展趋势，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。
随着计算机控制技术应用的普及、可靠性的提高及价格的下降，液位检测的微机控制必将得到更加广泛的应用。
所以，我们在此设计了这个简易的监测系统，一方面，节省了大量的经济开支；另一方面，让我们对监测系统有了更加深刻、透彻的了解，不仅增加了我们的感性认识，还促进了我们对于系统各个部分的深刻剖析，从传感器选型到整个系统的建立，我们都投入其中，并为之努力着。
液位检测与控制
青岛理工大学检测技术与控制仪表课程设计报告题目名称：液位检测与控制试验系统设计专业 _ 自动化_______班级 09级 2班_____姓名 __ 吴兆锋______ 学号__200928111________时间_____2011____年__12__月____25___日指导教师刘素花__________目录封面 (1)目录 (2)课程任务 (3)课程名称、实验目的及要求 (4)实验步骤 (5)1.系统结构设计 (5)2、过程仪表选择 (5)(1)液位变送器 (6)(2)调节器 (9)(3)调节阀 (11)(4)变频器 (13)(5)水泵 (15)设计总结 (17)附录：参考文献 (18)液位检测与控制试验系统设计设计任务1、设计参数上位水箱尺寸：800×500×600mm；上位水箱离地200mm安装，通过直径为20mm的PVC管道与其它设备相连，设备离地30mm，要求测量水箱的液位。
测量误差不超过液位高度示值的±1mm。
2、设计要求（1）上位水箱通过水泵供水，通过变频器控制水泵的转速；（2）通过查阅相关设备手册或上网查询，选择液位传感器、调节器、调节阀、变频器、水泵等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；（3）设备选型要有一定的理论计算；（4）用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；（5）列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等。
液位检测与控制试验系统设计摘要：本系统设计了一种基于AT89C52的水箱液位控制系统。
由液位设定值进行相应计算得变频器的频率，控制水泵的输入电压，从而控制进入水箱的液体量。
液位传感器采集液位数据进行AD转换后，送入单片机与设定的液位进行比较得到误差后再进行DA转换。
并由此误差进行相应的PID调节后作用于调节阀控制液体进入水箱的速度，进而控制液体流出水箱的速度。
由以上进行水箱的液位控制。
本次试验模拟了水箱水位的检测与控制系统，在整个设计过程中，完成了用PID算法对水箱液位的控制，在上水箱液位PID控制和，取得了满意的曲线。
液位检测控制系统设计任务书
编号：桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计(论文)任务书题目：液位检测控制系统设计系（部）：电子工程系专业：自动化学生姓名: 林正王学号：1152200116指导教师单位：桂林电子科技大学姓名：王岩红职称：高级实验师题目类型:☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发☐应用研究2015 年 3 月 1 日注：1、本任务书一式两份，一份院或系留存，一份发给学生，任务完成后附在说明书内2、任务书均要求打印，打印字体和字号按照《本科生毕业设计（论文）统一格式的规定》执行。
3、以下标题为四号仿宋体、加粗,正文中文用小四宋体,英文用小四Times NewRoman，日期采用阿拉伯数字。
4、“一、毕业设计（论文）的内容、要求"位于页面最顶端，“任务下达时间”位于新页面最顶端。
5、请不要修改“任务下达时间"所在页的内容一、毕业设计（论文）的内容广泛查阅和收集资料，了解当前各种液位检测控制系统的设计方案和原理，比较其优劣性，提出自己的观点和解决方案。
综合运用所学的模拟电路知识、数字电路知识、单片机知识、传感器知识以及编程语言等相关知识、技术及应用等专业技能，设计制作液位检测控制系统。
要求该系统能够实时显示液位，并利用电磁阀或其他相关装置,使液位达到当前设定值，液位误差不超过±0。
01m。
二、毕业设计(论文）的要求与数据所设计的液位检测控制系统应达到以下要求:1、能够实现对液位的实时显示；2、能够实现对液位的设置；3、能够实现当前液位与预设值不相符时控制液位上升或下降；4、笔译不少于2万字符的与本专业或本课题相关的英文资料.三、毕业设计（论文）应完成的工作1、完成1.5万字左右的毕业设计说明书（论文）；2、毕业设计说明书（论文)中必须包括详细的300—500个单词的英文摘要;3、完成与课题相关，不少于2万字符的指定英文资料翻译(附英文原文）；4、提交所设计的液位检测控制系统的软硬件设备.四、应收集的资料及主要参考文献［1] 陈志超. 基于LabView的液位预测控制系统的设计［D]。
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液位检测与控制试验系统设计1.发展现状：液位检测在许多控制领域已较为普遍，各种类型的液位检测装置也不少，按原理分有浮力式、压力式、超声波式、差压式、电容式等，这各种方法都根据其需要设计完成，其结构、量程和精度各有特色, 适用于各自的场合, 但都是基于固定液箱液位检测而设计。
市面上也有现成的液位计，有投入式、浮球式、弹簧式等，绝大多数价格惊人。
“水是生命之源”，不仅人们生活以及工业生产经常涉及到各种液位和流量的控制问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水的供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业的生产加工过程，通常要使用蓄液池。
蓄液池中的液位需要维持合适的高度，太满容易溢出造成浪费，过少则无法满足需求。
因此，需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量，使得蓄液池内液位保持正常水平，以保证产品的质量和生产效益。
这些不同背景的实际问题都可以简化为某种水箱的液位控制问题。
因此液位是工业控制过程中一个重要的参数。
特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的生产效果。
高老师也进行了多次的实验得出了一些相关的数据，水箱液位控制系统的设计应用非常长广泛，可以把一个复杂的液位控制系统简化成一个水箱液位控制系统来实现。
所以就选择了该题目的设计。
由于液位检测应用领域的不同，性能指标和技术要求也有差异，但适用有效的测量成为共同的发展趋势，随着电子技术及计算机技术的发展，液位检测的自动控制成为其今后的发展趋势，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。
随着计算机控制技术应用的普及、可靠性的提高及价格的下降，液位检测的微机控制必将得到更加广泛的应用。
所以，我们在此设计了这个简易的监测系统，一方面，节省了大量的经济开支；另一方面，让我们对监测系统有了更加深刻、透彻的了解，不仅增加了我们的感性认识，还促进了我们对于系统各个部分的深刻剖析，从传感器选型到整个系统的建立，我们都投入其中，并为之努力着。
2.设计目的：此次设计的思想来源于高中生活的一段经历：高中时期，由于供水设施的技术水平有限，下课后，当低楼层的宿舍集体用水时，高楼层的宿舍一般都接不到水。
为了防止我们日常用水的短缺，我们一般选择在用水不是很紧张的中午午睡时，或是晚上熄灯以后往储水的水桶里接满水，以备随时使用。
所以，为了解决这个问题，我们可以设计一个自动监测液位的装置，并由单片机来控制舵机的开断。
液位传感器随时监测水箱的液位情况，并根据液位的不同，控制舵机的开断。
当液位低于一定值时，单片机控制变频器，进而驱动舵机，使供水阀打开至最大；当液位达到水箱总高度的80%时，单片机控制变频器，进而驱动舵机使流速减小；当液位高于一定值时，单片机控制舵机，关紧舵机，停止储水。
3.关键词：AT89S52、液位传感器、调节阀、变频器、水泵4.实验目的：通过设计液位检测系统，进一步了解各种过程器件的各种性能特征以及使用的场合与条件，更加清楚地知道各种仪表在自动化过程控制中的应用。
通过本次独立的完成系统设计培养一种严密、整体的思维能力，以及独立完成各种工作的能力。
5.实验要求：（1）上位水箱通过水泵供水，通过变频器控制舵机的转速；（2）通过查阅相关设备手册或上网查询，选择液位传感器、调节器、调节阀、变频器、水泵等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；（3）设备选型要有一定的理论计算；（4）用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；（5）列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求。
6.实验步骤：6.1系统结构设计一个完整的检测控制系统框图如下：6.1.1控制方案 本设计是采用8051单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的水箱液位控制系统,使用液位传感器测液位，CPU 循环检测传感器输出状态,并LCD 显示示液位高度,检测液位等数据,实施报警安全提示,当水箱液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动关闭舵机。
水位检测是通过四对高亮二极管和光敏三极管所组成的液位传感器分别安装在四个不同的位置，由上至下四个输出端口分别接单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口，实时对水箱里的水位进行检测。
当水位到达某一光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出高电平；当水位低于此光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出低电平。
由上至下的第一个位置为水位上限报警线，即当水位高于此位置时，开水阀控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水舵机有可能出故障；第二个位置是自动停止加水线，即当水位高于此位置时，控制系统会自动关闭加水舵机，停止加水；第三个位置是自动减速加水线，即当水位高于此位置时，控制系统会自动调节舵机角度，加水速度减慢；第四个位置是水位下限报警线，即当水位低于此位置时，系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水舵机可能出故障，舵机角度达到最大，自动加大流速控制。
6.1.2、系统总体框图6.2硬件设计6.2.1 硬件设计概要系统的原理是采用高亮二极管和光敏三级管所组成的液位传感器对液面进行控制,通过四对传感器分别安装在水箱内四个不同的位置，由上至下测量水箱液位值,。
并把这四个液位状态通过模数转换器ADC0809传到单片机中,在通过1602显示器显示出液位的四种状态及报警安全提示。
用LCD显示是因为它具有显示清晰、亮度高、可显示汉字、界面人性化等特点，根据当前的液位值和用户设定的水位决定是否进行开、关舵机及舵机开的角度的大小,需要是否开启和关闭驱动阀门的电动机。
系统按功能可以划分为以下几个模块：（1）电源模块：将变压器输出的+24V电源转换为系统正常工作使用的+5V电源，采用双电源工作。
一路给光电式传感器供电，成为传感器电源；另一路给光电式传感器之外的所有电路供电，如：单片机、LCD显示装置、工作指示、按键等，称为主电源。
（2）数据采集与处理模块：该模块以51单片机为核心，通过液位传感器收集检测信号，通过计算得到液位值。
同时控制整个系统的运行，包括：系统初始化、传感器初始化、采集并处理传感器测量得到的液位值、工作指示及测量结果显示、参数设定等。
（3）人机交互模块：包括工作指示、LCD显示。
工作指示为5个LED灯管，包括主电源指示，传感器电源指示、运行指示、数据传输指示、系统运行异常指示。
LCD显示实现当前液面位置显示、不同功能状态下内容显示。
这些都保证了用户能够简单快捷的设定、使用和维护传感器，提高用户的操作体验。
下图是水箱液位控制系统。
由上图可观察到传感器通过对液面进行测量，输出模拟信号，再通过模数转换器把输入的模拟信号转换成数字信号，通过8051单片机的运算控制，在通过LCD 进行显示,通过报警装置进行报警,报警显示之后再通过对阀门的开启实现对水箱的液位进行调节控制,阀门的驱动设备是舵机。
6.2.2 硬件选型（一）核心芯片8051单片机整个系统控制部分以ATMEL 公司的8051为核心芯片，控制信号采集、处理、输出三个过程。
这种芯片内置4KEPROM ，因为系统要求控制线较多，如果采用8031外置EPROM 程序控制结构，则造成控制线不够；而8051却可以利用P0、P2口作控制总线，大大简化了硬件结构，并可以直接控制键盘参数输入、LCD 数据显示，方便现场调试和维护，使整个系统的通用性和智能化得到了很大的提高。
图5-1单片机管脚图 控制执行装MCU LCD 显示报警装置传感器 图2-1水箱液位控制系统内部结构及功能五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。
最高振荡频率为12Mhz。
我们可以将相应的PID调节程序写入8051单片机的程序存储器，将设定值由键盘输入到单片机后，与传感器采集的值进行比较后执行相应的调节程序。
8051实现的结构框图如下：（二）液位传感器在水箱液位控制系统中,传感器的选择是非常重要的,传感器是能感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,它通常由敏感元件和转换元件组成,它的性能直接影响到整个检测系统,对检测精确度起着重要的作用。
传感器的种类很多,有温度传感器,加速度传感器,光学传感器,压力传感器的。
方案一：电容式传感器：其计算复杂，转换电路复杂，需使用555振荡电路来完成频率的转换、液位的测量。
对于接地电容传感器，普通的被动屏蔽（防护罩连接地面）是不合适的，因为电缆的附加电容与电容器的电容同时存在，而且电缆的附加电容能够远大于由于环境条件引起的传感器的电容。
为了减少这种附加电容的影响，接地电容式传感器一般采用有缘屏蔽技术连接到接口电路，价格昂贵，技术要求较高。
方案二：使用发光二极管和光敏三极管传感器，不但检测电路及原理都相对简单，更为重要的是，其为数字式传感器，可将检测液位信号转换为高低电平，易于与主控制器单片机相连，进行相应控制。
尤其是报警控制，使用蜂鸣器即可，硬件电路设计简单易懂，故障排除方便，易于实现系统报警控制。
因此，本设计主要采用的是由高亮二级管和光敏三级管所组成的液位传感器来对液位进行控制, 在把检测的电信号输入到单片机进行分析,这个设计的重点是液位的控制,所以下面我要对液位传感器进行设计。
采用的是四对高亮二极管和光敏三极管所组成的液位传感器，这种液位传感器如下图当水位到达某一光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出高电平；当水位低于此光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出低电平。
（三）变频器的选择方案一：直流电机调速范围广，过载、启动转矩大，易于控制，可靠性高，调速时的能量损耗小，但是一般用在调速较高的场所。
方案二：步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不T itleNumberRe vision Size A4Q L S SPE AKE R R 1K +12231UA 74L S33123UA 图5-4自动报警电路 受负载变化的影响，线性关系不好，只有周期性的误差而无累积误差，除此之外，控制简单。
方案三：舵机结构紧凑、易安装调试、控制简单、大扭力，是位置伺服电机，但是舵机适用于那些需要角度不断变化并能够保持的控制系统。
综上所述：选用方案三用舵机进行控制容器的开启。
（四） ADC0809A/D 转换器ADC0809是带有8位A/D 转换器、8路多路开关以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMOS 组件，其转换方法为逐次逼近型。
在A/D 转换器内部含有一个高阻抗斩波稳定比较器，一个带有模拟开关树组的256电阻分压器，以及一个逐次逼近型寄存器。