水塔水位智能控制系统

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PLC水塔水位自动控制

PLC水塔水位自动控制

根据实际运行情况,对控制算法 的参数进行优化,提高系统的响 应速度和稳定性。
建立故障诊断机制,快速定位并 排除系统故障,确保水塔水位控 制的可靠性。
04
水塔水位自动控制系统 的实际应用与效果分析
水塔水位自动控制系统的实际应用
实时监测
水塔水位自动控制系统能够实时监测水塔的水位,并将数 据传输到PLC控制器。
01
自动控制
根据预设的水位阈值,系统能够自动控 制水泵的启动和停止,以保持水位的稳 定。
02
03
数据记录与分析
系统能够记录水位数据,并生成报表, 方便用户对水位情况进行统计分析。
水塔水位自动控制系统的效果分析
节能降耗
01
通过自动控制水泵的启停,避免了人工操作的延误和浪费,降
低了能耗。
提高供水稳定性
plc水塔水位自动控制
目录
• 水塔水位控制系统的概述 • PLC在水塔水位控制系统中的应用 • 水塔水位自动控制系统的设计 • 水塔水位自动控制系统的实际应用与效果分析 • 结论
01
水塔水位控制系统的概 述
水塔水位控制的意义
保证供水稳定
水塔作为供水系统的重要环节,保持水位在合理 范围内对于保证供水稳定至关重要。
执行机构
根据PLC控制器的输出信号,执行相应的动 作,如调节阀门的开度或水泵的运行状态。
水塔水位控制系统的基本原理
采集水位数据
通过水位传感器实时监测水塔内的水 位数据。
计算控制信号
执行控制动作
执行机构根据PLC控制器的输出信号, 执行相应的控制动作,调节水流量或 水泵的运行状态,以保持水塔水位的 稳定。
02
系统能够实时监测水位,避免了因水位过高或过低对供水系统

水塔水位自动控制系统设计.

水塔水位自动控制系统设计.

开题报告设计题目:水塔水位自动控制系统的设计主要研究内容:水塔水位自动控制系统采用传感器或电极检测水位,水位低于下限水位A 时,启动水泵抽水;水位高于上限水位B时,水泵停止抽水,实现水塔水位的自动控制,并能自动完成上水与停水的全部工作循环,保证水塔的水位高度始终处于较理想的范围。

主要技术指标或研究目标:本设计的相关技术数据:电源电压220伏,电源频率50赫兹。

要求:系统工作稳定、结构简单、制造成本低、灵敏度高。

本系统采用分立元件实现控制系统的设计。

能利用所学知识进行分析与设计,进一步加深和巩固课本所学知识,学会分析电路、设计电路的方法与步骤,培养综合运用知识的能力。

基本要求:(1)控制系统整体方案的可行性分析。

(2)工作原理与电路设计。

(3)元器件的选择(4)绘制设备示意图和系统原理图(5)编制设计说明书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。

而水位检测可以有很多种实现方法,如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。

本文采用分立元件实现控制系统的设计,在水箱上安装一个自动检测水位装置,利用水的导电性,连续的全天候的测量水位的变化,把测量的水位变化转换成相应的电信号,由逻辑电路进行处理,完成相应的动作,使水位保持在适当的位置。

关键词水位控制分立式元件控制目录1引言 (1)2系统方案 (2)2.1 概述 (2)2.2 系统组成 (3)2.2.1系统工作原理框图 (3)2.2.2功能原理 (3)3单元电路设计 (4)3.1系统电源电路设计 (4)3.1.1三端集成稳压器的介绍 (4)3.1.2电源电路工作过程 (6)3.2液位传感器电路设计 (6)3.3报警显示电路设计 (7)4系统电路设计 (8)4.1系统主干电路 (8)4.2系统手动电路 (9)4.3系统自动电路 (9)5系统运行总体过程 (12)6元件清单 (13)附录 (18)总结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1.引言随着我国经济和科学技术的飞速发展,我国各个领域的现代化建设都取得可喜的成果:尤其在中国的广大城市中,可以说现代化的进程已经赶上了发达国家,这一点是我们华夏儿女几代人的梦想。

水塔水位控制系统设计毕业设计

水塔水位控制系统设计毕业设计

目录第1章概述 (2)1.1 背景介绍 (2)1.2 设计要求及意义 (3)第2章系统方案的设计 (4)2.1 总体设计方案 (4)2.2 系统组成 (6)第3章硬件设计 (6)3.1 单片机的简要介绍 (6)3.2 水位检测电路 (8)3.3 水质检测电路 (9)第4章软件设计 (10)4.1 水位控制程序 (10)4.2 水质检测程序 (12)第5章系统调试及说明 (15)5.1 软件调试 (15)5.2 硬件调试 (19)5.3 使用说明和注意事项 (20)第6章总结 (21)第7章致谢 (22)第8章参考文献 (23)第9章附录 (24)9.1 源程序清单 (24)9.2 总电路原理图 (29)第1章概述1.1 背景介绍随着科学技术的发展, 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统, 智能仪器和家用电器中得到广泛使用。

在实时检测和自动控制的单片机使用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用。

水塔水位控制系统的基本要求是能够在无人监控的情况下自动进行工作, 在水塔中的水位到达水位下限时自动启动电机, 给水塔供水;在水塔水位达到水位上限的时候自动关闭电机, 停止供水。

并能在供水系统出现异常的时候能够发出警报, 以及时排除故障, 随时保证水塔的对外的正常供水作用。

水塔是在日常生活和工业使用中经常见到的蓄水装置, 通过对其水位的控制对外供水以满足需要, 其水位控制具有普遍性。

不论社会经济如何飞速, 水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。

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, 从而对供水系统提出了更高的要求, 满足及时、准确、安全充足的供水。

如果仍然使用人工方式, 劳动强度大, 工作效率低, 安全性难以保障, 由此必须进行自动化控制系统的改造。

从而实现提供足够的水量、平稳的水压、水塔水位的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。

该设计采用分立的电路实现超高、低警戒水位处理,实现自动控制,而达到节能的目的,提高了供水系统的质量。

水塔水位控制系统电子课程设计全文.

水塔水位控制系统电子课程设计全文.

水塔水位控制系统电子课程设计全文.一、水塔水位控制系统的概述水塔水位控制系统是一种自动水位控制系统,主要应用于水塔的水位管理,它可以自动检测水塔的水位,并根据预设的设定值来控制水塔的水位。

系统中的核心部分为水位传感器,用于实时监测水箱的水位,上位机通过水压变送器和电磁阀控制水箱水位。

水塔水位控制系统可以有效控制低水位、高水位等水位状况,提高水塔供水效率,减少水质污染。

水塔水位控制系统主要由以下组成:1.水位传感器:水位传感器安装在水塔内,用于实时检测水塔内水位,传感器将水位数据转换成信号,供上位机控制体系读取。

2.水压变送器:水压变送器通过水压变频器把信号转换成变动的阀门控制电流,用于控制水塔水位,保持在安全范围。

3.电磁阀:电磁阀用于控制水塔内水位,当水位过高时,电磁阀自动开阀引水排出;当水位过低时,电磁阀自动关阀,停止水位控制。

4.上位机:上位机主要用于控制系统的数据采集和参数设置,实时显示水位变化,记录水塔的水位变化,���便用户管理。

水塔水位控制系统的工作原理主要是通过水位传感器实时检测水塔水位,把水位高度数据转换成信号,由上位机控制,再经过水压变送器,控制电磁阀的开关,一旦水位超过预设的范围,系统将自动打开阀门,排出多余的水,当水位低于设定值时,阀门将自动关闭,以保持水位在安全范围内。

1.可实现自动控制,减少人工介入,安全性高。

2.系统运行可靠,采用传感器及计算机控制技术,精准可靠,运行稳定性高。

3.采用智能及精确控制技术,精确度高,水位控制精度可达0.1米。

4.可扩展性强,系统布线简单,无需增设其他电源,可根据实际需要,自动添加检测和控制元件。

五、安装工作1.根据实际水位检测点的位置安装水位传感器。

2.安装及调试水压变送器。

3.根据需要设置水位控制器参数,包括水位上、下限及低压保护阈值等。

4.安装电磁阀,并完成接线,确保系统的正常运行。

5.对控制系统的基本功能进行检测和调试,确保控制系统的性能达到设计要求。

水塔水位PLC自动控制系统

水塔水位PLC自动控制系统

摘要随着科技的发展,无论在日常生活中,还是在工农业发展中,PLC具有广泛的应用。

PLC的一般特点:抗干扰能力强,可靠性极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、设计、施工、调试周期短、易于实现机电一体化。

PLC总的发展趋势是:高功能、高速度、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网能力强。

目前,大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。

利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。

后来,使用水位控制装置使供水状况有了改变,但常使用浮标或机械水位控制装置,由于机械装置的故障多,可靠性差,给维修带来很大的麻烦。

因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性,传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。

本课题设计和实现了一种采用可编程序控制器为主控制机的供水控制系统。

该控制系统是一种PLC控制的自动调节控制系统,在传统水塔供水的基础上,采用PLC为控制核心、变频器等器件组成,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,同时具备开启和全部停止功能,能够实现水塔水位的供水,应用此控制系统能显著提高劳动效率,减少劳动强度。

[关键词] 水位控制、PLC fx2n 自动控制目录摘要1第一章绪论 (3)1.1概述 (3)1.2可编程序控制器(PLC)简介 (3)1.3PLC工作原理 (3)1.4PLC特点 (4)1.5PLC选择 (5)第二章水塔水位系统PLC硬件设计 (6)2.1水塔水位控系统构成及其控制要求 (6)2.1.1水塔水位系统控制装置图 (6)2.1.2 水塔水位系统的输入/输出设备 (6)2.2水塔水位系统电机控制电路的设计 (7)2.3水塔水位系统水位传感器的选择 (8)2.4水塔水位系统PLC的输入/输出分配 (10)2.4.1水塔水位控制系统PLC的输入/输出接口分配表 (10)2.4.2水塔水位控制系统PLC的输入/输出接口接线图 (11)2.5水塔水位系统的元件器件 (12)第三章水塔水位控制系统PLC软件设计 (13)3.1工作过程 (13)3.2程序流程图 (14)3.3梯形图 (15)第四章总结 (16)参考文献 (17)第一章绪论1.1 概述在工业生产中,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。

基于单片机的水塔水位控制系统设计及仿真

基于单片机的水塔水位控制系统设计及仿真

基于单片机的水塔水位控制系统设计及仿真水塔水位控制系统是一种常见的智能控制系统,通过监测水塔的水位并控制水泵的开关来实现自动化的水位调节。

本文将设计并仿真一种基于单片机的水塔水位控制系统。

系统设计的主要组成部分包括水位传感器、单片机控制模块、水泵和相应的电路。

水位传感器用于检测水塔的水位,单片机控制模块用于接收传感器的信号并根据设定的水位控制算法来控制水泵的开关。

首先,需要选择适合的水位传感器。

常用的水位传感器包括浮球式、电容式和超声波测距式传感器。

考虑到水塔中水位的变化范围较大,选择电容式传感器较为合适。

接下来,将水位传感器与单片机控制模块进行连接。

通过模拟引脚将传感器的输出信号输入到模拟转换模块,然后转换为数字信号输入到单片机的IO口。

然后,需要编写单片机的控制程序。

程序的主要功能包括读取传感器的信号、根据设定的水位阈值判断水位高低、控制水泵的开关。

例如,当水位低于设定的最低水位时,单片机通过IO口输出高电平来打开水泵的电源;当水位高于设定的最高水位时,单片机通过IO口输出低电平来关闭水泵的电源。

最后,需要设计水泵的电路。

水泵的电源需要接入单片机控制模块,通过继电器来控制水泵的开关。

当单片机输出高电平时,继电器吸合,水泵开始工作;当单片机输出低电平时,继电器脱离,水泵停止工作。

系统设计完成后,可以进行仿真测试来验证系统的功能和性能。

通过设置不同的水位阈值和模拟水位传感器的输出信号来模拟不同的水位变化情况,观察系统是否能够稳定地控制水泵的开关。

如果系统运行正常,则可以进一步进行硬件实现和调试。

总结起来,基于单片机的水塔水位控制系统设计包括选择适合的传感器、编写控制程序、设计水泵的电路等步骤,并通过仿真测试来验证系统的功能和性能。

这种系统的优势在于能够自动实现水位的控制,提高了水资源的利用效率,减轻了人工操作的负担。

同时,可根据实际需要进行系统的定制和优化,提高系统的稳定性和可靠性。

水塔水位控制系统[001]

水塔水位控制系统[001]

水塔水位控制系统引言水资源的合理利用是现代社会可持续发展的重要环节,对于一些需要存储和调控水资源的场所,例如城市、农田或工业区等,水塔是一个非常重要的设施。

水塔水位控制系统是一种自动化控制系统,用于监测和维护水塔的水位在合适的范围内。

本文将介绍水塔水位控制系统的工作原理、组成部分以及其应用领域。

工作原理水塔水位控制系统通过使用传感器测量水塔的水位,并将测量值传输给控制器进行处理。

根据设定的水位范围,控制器将开启或关闭水泵以控制水的进出。

当水位低于设定下限时,控制器将打开水泵,将水从外部供水系统或水源中抽入水塔;当水位达到设定上限时,控制器将关闭水泵,阻止水的进入。

组成部分一个典型的水塔水位控制系统由以下几个组成部分构成:•水位传感器:用于测量水塔的水位。

常用的传感器类型包括浮球型传感器、超声波传感器等。

传感器将水位信息转换为电信号,并传输给控制器。

•控制器:接收传感器传输的水位信息,并根据设定的水位范围,控制水泵的开启和关闭。

常见的控制器类型有单片机控制器、PLC控制器等。

•水泵:根据控制器的指令,控制水的进出。

水泵负责将水从外部水源供给到水塔中,或将水从水塔送入供水系统。

•电源:为水位传感器、控制器和水泵提供电力。

电源通常是交流电或直流电。

•通信模块(可选):用于与远程监控系统进行通信,实现远程监控和控制。

通信模块可以通过有线或无线方式与远程系统进行数据传输。

应用领域水塔水位控制系统被广泛应用于各个领域,包括城市供水系统、农田灌溉系统、工业生产场所等。

以下是几个常见的应用场景:•城市供水系统:水塔水位控制系统用于城市的供水系统,确保水塔的水位在合适的范围内,保障城市居民的供水需求。

•农田灌溉系统:水塔水位控制系统可以用于农田的灌溉系统,确保农田得到适量的水源供给,提高农作物的产量。

•工业生产场所:一些工业生产过程需要大量的水资源,水塔水位控制系统可以确保工业场所得到稳定的供水,保证生产的连续性。

PLC-水塔水位自动控制-

PLC-水塔水位自动控制-

(2)常数
在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字, 在机器内部旳数据都以二进制存储,但常数旳书写能够用二进制、 十进制、十六进制、ASCII码或浮点数(实数)等多种形式。几种 常数形式分别如表3.9所示。
CPU旳存储区
1. 输入映像寄存器(I)(I0.0~I15.7),每个扫描周期采样。 2.输出映像寄存器(Q)(Q0.0~Q15.7),每个扫描周期末尾 3. 变量存储器(V) 4.位存储器(M)区(M0.0~M31.7) 5.定时器(T)存储器区 6.计数器(C)存储器区 7.高速计数器(HC) 8.累加器(AC) 9. 特殊存储器(SM)标志位 如SM0.0,SM0.1,SM0.4,SM0.5
CPU旳存储区
10.局部存储器(L)区 11.模拟量输入映像寄存器(AI) 12.模拟量输出映像寄存器(AQ) 13.顺序控制继电器(S)
三、寻址方式
1. 直接寻址方式
按位寻址 存储区内另有某些元件是具有一定功能
旳硬件,因为元件数量极少,所以不用 指出元件所在存储区域旳字节,而是直 接指出它旳编号。 按字节、字或双字寻址
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PLC编程语言旳国际原则
1.顺序功能图 2.梯形图 3.功能块图 4.语句表 5. 其他编程语言
图3.4 顺序流程图
1. 顺序功能图
T0 S1
T1 S2
S T2 S3
S
T3 T8
S8 S
T9
2. 梯形图(LAD)
图3.2 梯形图举例
3. 功能块图(FBD)
功能块图(FBD)旳图形构造与数字电子电路旳构 造极为相同,如下图3.3所示。
必须指定存储器标识符、字节地址和位号,如 图3.8 所示。图3.8中MSB表达最高位,LSB表

水塔水位控制系统

水塔水位控制系统

水塔水位控制系统水塔水位控制系统是一种能够监测和控制水塔水位的智能化系统。

水塔作为储存和供给水源的设施,其水位的控制和管理对于保证正常的供水是至关重要的。

传统的水塔水位控制方式主要依靠人工监测和控制,但这种方式存在人力资源浪费、不够高效和容易出现人为错误等问题。

所以,采用水塔水位控制系统能够实现智能化的水位监测和控制,提高供水管理的效率和质量。

水塔水位控制系统主要由水位传感器、单片机控制器、执行器和数据处理单元组成。

水位传感器用于感知水位的高低,传输给控制器;单片机控制器负责接收并处理传感器传过来的数据,并根据预设的监测参数和逻辑,控制执行器进行相应的调节操作;执行器则根据控制器的指令,控制水流进出水塔,从而调节水位;数据处理单元则负责对监测数据进行存储和分析。

水塔水位控制系统的工作原理如下:首先,水位传感器通过测量水位的高低,将信号传输给控制器。

控制器接收到信号后,通过单片机处理器进行数据处理,并根据事先设定好的监测参数和逻辑进行判断和决策。

例如,当水位过低时,控制器会通过执行器控制阀门打开,让水流进入水塔,增加水位;当水位过高时,控制器则会通过执行器控制泵站排水,降低水位。

这样,系统就能够自动调节水位,保持在合适的范围内。

水塔水位控制系统具有以下几个优点:首先,它能够实现实时监测和控制水位,不需要人工干预,避免了人为错误的发生。

其次,系统具有高度的智能性,可以根据事先设定的参数和逻辑进行自动调节和控制,提高了供水管理的效率和质量。

再次,系统具有较高的可靠性和准确性,传感器精准地测量水位,数据处理单元对监测数据进行存储和分析,保证了数据的准确性和稳定性。

最后,系统结构简单、维护容易,降低了维护成本和管理难度。

水塔水位控制系统的应用范围广泛,可以用于城市供水系统、建筑工地、农田灌溉等多个领域。

在城市供水系统中,水塔水位控制系统能够自动控制和调节水位,保证正常供水,解决人工监测和调节不及时的问题。

水塔水位控制系统PLC设计说课讲解

水塔水位控制系统PLC设计说课讲解

水塔水位控制系统P L C设计水塔水位控制系统PLC设计1、水塔水位控制系统PLC硬件设计1.1、水塔水位控制系统设计要求水塔水位控制装置如图1-1所示S1---表示水塔的水位上限,S2---表示水塔的水位下限,S3---表示水池水位上限,S4---表示水池水位下限,M1为抽水电机,图1-1 水塔水位控制装置水塔水位的工作方式:当水池液位低于下限液位开关S4,S4此时为ON,水阀Y打开(Y为ON),开始往水池里注水,定时器开始定时,4秒以后,若水池液位没有超过水池下限液位开关时(S4还不为OFF),则系统发出报警(阀Y指示灯闪烁),表示阀Y没有进水,出现故障;若系统正常,此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。

当水位液面高于上限水位,则S3为ON,阀Y 关闭(Y为OFF)。

当S4为OFF时,且水塔水位低于水塔下限水位时(水塔下限水位开关S2为ON),电机M开始工作,向水塔供水,当S2为OFF时,表示水塔水位高于水塔下限水位。

当水塔液面高于水塔上限水位时(水塔上限水位开关S1为OFF),电机M停止。

(注:当水塔水位低于下限水位,同时水池水位也低于下限水位时,水泵不能启动)1.2 水塔水位控制系统主电路水塔水位控制系统主电路如图1-2所示:L1L2L3SQFUKMFRM3~图1-2 水塔水位控制系统主电路1.3、I/O接口分配水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示。

表1-1 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配表1.4这是一个单体控制小系统,没有特殊的控制要求,它有5个开关量,开关量输出触点数有8个,输入、输出触点数共有13个,只需选用一般中小型控制器即可。

据此,可以对输入、输出点作出地址分配,水塔水位控制系统的I/O 接线图如图1-3所示。

传感器传感器传感器图1-3 水塔水位控制系统的I/O接线图2、水塔水位控制系统PLC软件设计2.1 程序流程图水塔水位控制系统的PLC控制流程图,根据设计要求,控制流程图如图2-1所示。

智能水塔水位控制系统(改)

智能水塔水位控制系统(改)

智能水塔水位控制系统学生姓名:学生学号:院(系):电气信息工程学院年级专业:电子信息工程指导教师:助理指导教师:二〇一五年五月本科毕业设计(论文)摘要摘要随着人们生活水平的不断提高,资源短缺的现象逐渐凸显,其中水资源的短缺尤为严重,然而水资源是人们日常生产和生活所不可或缺的,长时间的断水会给人们的生活带来极大的不便,而水塔的出现能够从一定程度上解决人们储水和用水的问题,更好的节约和利用水资源。

为更好的解决对水位的实时检测和控制,本文主要论述了基于单片机的智能水塔水位控制系统的设计。

该系统以STC89C52RC为核心,通过对硬件和软件部分的设计来达到对水塔水位进行实时监测的要求。

其中硬件部分包括液位检测模块、中央处理模块、显示模块、报警模块、控制模块等的设计;软件部分主要是根据系统的设计思想画出主程序和子程序流程图,并利用keil uVision4进行C语言编程,以实现各部分的编程要求。

通过一系列的理论分析和仿真实验,达到利用单片机对水塔水位进行实时监测,并显示水位和自动控制的功能。

基于本论文中对各模块的基本要求,本系统采用STC89C52RC单片机为主控芯片,利用超声波传感器实时检测水位,并通过LCD1602显示。

若水位超出设定的正常范围值,则单片机做出相应的处理,控制继电器驱动电机进行模拟控制操作,同时通过按键可进行水塔水位上下限的设置,以达到控制系统的设计目的。

关键词STC89C52RC单片机,超声波传感器,LCD1602攀枝花学院本科毕业设计(论文)ABSTRACTABSTRACTWith the continuous improvement of living standards,the phenonment of the shortage of resources has highlighted.However,the water resources is an indispensable part of people’s daily life and production.The lack of water resources will bring inconvenient to people’s life.The tower water can solve this problem,and make people save and utilize water resources.In order to detect and control water level,this paper mainly discuss water tower’s water level control system,an intelligent system which can be used to control water level .The system uses STC89C52RC as the core, through the part of the design of hardware and software to meet the needs of real-time monitoring.Hardware part includes the mode of liquid level detecting , the mode of the central processing, and the mode of displaying ,and so on.Besides software part is mainly based on the system design thought draw a flow chart of main program and subroutines, and in order to realize the programming of each part,the keil uVision4 for C language programming is been used.According to theory analysis and simulation show,the system can use STC89C52RC to control water tower’s water level,and not only can it achieve the goals of manifesting, but also it can be controlled automatically.Based on the basic requirements of this paper, the system for the use of ultrasonic sensor module for water level control, and the LCD1602 will display them. If water level beyond the normal range,the single chip microcomputer to make corresponding processing,and to simulate the control relay drive the motor operation.Then the buttons set the water level. After that, according to the circuit of relay, it will drive the control circuit in order to achieve the design of the control system of purpose.Keywords STC89C52RCSingle chip microcomputer,Ultrasonic sensors,LCD1602目录摘要 (I)ABSTRACT ....................................................................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状、水平 (1)1.3 本课题的发展趋势 (2)2 系统总体设计方案 (3)2.1系统总体设计方案简述 (3)2.1.1系统基本功能 (3)2.1.2主要技术参数 (3)2.2系统的工作原理 (3)2.3本课题的设计预期目标 (4)3 系统的硬件设计 (6)3.1单片机的选择与其性能分析 (6)3.1.1 单片机概述 (6)3.1.2 单片机STC89C52RC的介绍 (6)3.1.3 单片机最小系统的介绍 (7)3.2传感器的选择与其性能分析 (8)3.2.1超声波传感器HC-SR04简介 (8)3.2.2 HC-SR04水位检测工作原理 (9)3.3数据采集电路的设计 (10)3.3.1水位采集电路 (10)3.3.2水位集中采集的理论研究 (10)3.4 键盘电路与显示部分 (11)3.4.1键盘部分 (11)3.4.2显示部分 (12)3.5报警电路设计 (13)3.5.1蜂鸣器简介 (13)3.5.2蜂鸣器的设计 (14)3.5.3蜂鸣器和LED灯报警 (14)3.6控制部分电路分析 (15)3.6.1继电器原理简介 (15)3.6.2控制系统的设计原理 (16)3.6.3 控制系统电源电路设计 (17)3.7单片机与PC机的通信接口 (18)3.8系统总体电路设计 (19)4 软件设计 (20)4.1 编程语言介绍 (20)4.1.1 C语言简介 (20)4.1.2 C源程序结构特点 (20)4.2 整体设计思想 (20)4.3系统的主要程序框图 (22)4.4 主要程序模块 (22)4.3.1 水位检测模块程序流程图 (22)4.3.2 数据显示模块程序流程图 (23)5 仿真设计与结果分析 (24)5.1 仿真软件的简介 (24)5.1.1 仿真软件Proteus的简介 (24)5.1.2 keil uVision4编程开发工具的简介 (24)5.2本系统的Proteus仿真设计 (25)5.2.1仿真设计的预期目标 (25)5.2.2 仿真设计的实现 (25)6 PCB设计 (28)6.1 PCB设计软件 (28)6.1.1 PCB原理图设计 (28)6.1.2 PCB板制作方法 (28)6.2 PCB的EMC设计 (29)6.2.1 元器件布局的基本原则 (29)6.2.2 布线设计原则 (30)6.3 印制电路板 (30)6.3.1 印制电路板的结构 (30)6.3.2 印制电路板的种类 (31)6.3.3 印制电路板制作流程 (31)7 组装与调试 (33)7.1 系统组装 (33)7.2 硬件调试 (33)7.3 软件调试 (34)7.4 硬件软件联合调试 (34)7.5 调试结果 (34)结论 (35)参考文献 (36)附录1:智能水塔水位控制系统源程序代码 (37)附录2:整体电路图 (52)附录3:PCB原理图 (51)附录4:PCB图 (51)附录5:元件清单 (53)致谢............................................................................................................. 错误!未定义书签。

基于单片机的水塔智能水位控制系统设计

基于单片机的水塔智能水位控制系统设计

基于单片机的水塔智能水位控制系统设计水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,水塔供水的主要问题是塔内水位应该始终保持在一定范围内,避免“空塔”、“溢塔”现象发生。

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最。

而智能控制系统的成本低,安装方便,灵敏性好,是节约水源,方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。

本论文介绍了一种由AT89C51单片机为主控元件的超声波水位测量系统。

超声波水位测量仪应用超声回波原理技术,在硬件部分,超声波发射电路将由AT89C51单片机控制的每隔固定周期的方波脉冲信号控制,以满足超声波发射探头的发射需要。

超声波接收电路对接收的回波进行发大整形,送回单片机。

系统以AT89C51单片机为设计核心,测量得到超声波的传播时间,计算出传播的距离,从而得到所要测量的水位距离,并通过LED显示出来。

软件部分,设计了中断程序、显示程序、主程序等。

使得程序部分适合硬件部分,使系统功能得以实现。

关键词超声波,AT89C51,水位测量目录1水塔水位自动控制系统概述 (4)1.1综述 (4)1.1.1 水塔水位自动控制系统 (4)1.2水位测量的分类 (4)1.2.1 按照原理分类 (4)2 超声波水位检测原理 (6)2.1超声波的水位检测介绍 (6)2.1.1 超声波基本性质 (6)2.1.2 超声波的特性 (6)2.1.3 超声波的衰减 (7)2.1.4 超声波的折射率 (7)2.1.5 水位介质中的声速与温度的关系 (8)2.2超声波水位检测探头 (9)2.3超声波探头的压电效应 (9)2.4超声波水位检测的理论分析 (10)2.5超声波水位计的优缺点与可行性 (12)2.6超声波水位检测的主要任务 (12)3 超声波水位探测系统的硬件设计 (14)3.1系统总体设计思想 (14)3.2发射电路设计 (14)3.2.1 发射电路工作原理 (15)3.2.2 发射电路的组成 (15)3.3接收电路的设计 (17)3.3.1 接收电路的工作原理 (18)3.3.2 接收电路的组成 (18)3.4显示模块 (20)3.5独立式按键 (22)4 超声波水位探测系统的软件设计 (23)4.1软件设计思想 (23)4.2中断程序 (23)4.3显示程序 (24)4.4主程序 (26)4.5按键扫描 (29)结论 (31)附件 (32)1水塔水位自动控制系统概述1.1综述近年来,随着自动控制技术和工业迅猛发展,计算机、微电子、传感器等高新技术的应用和研究,水位仪表的研制得到了长足的发展,以适应越来越高的应用要求。

水塔水位控制系统

水塔水位控制系统

水塔水位控制系统
水塔水位控制系统是一种用来控制水塔水位的系统。

它通常由传感器、控制器和执行器组成。

传感器用来测量水塔中的水位,常见的传感器包括浮球传感器和压力传感器。

浮球传感器通过测量浮球的位置来确定水位高低,而压力传感器则通过测量水压来推断水位情况。

控制器是系统的核心部分,它接收传感器的信号并根据预设的水位设定值来调节执行器的运行。

控制器可以使用逻辑控制、PID控制等算法来计算输出信号。

执行器是控制水位的关键部分,它根据控制器的指令来进行相应的动作。

执行器可以是阀门、泵或排水装置等。

水塔水位控制系统的工作原理如下:当水位低于设定值时,传感器会向控制器发送信号,控制器会打开执行器使水进
入水塔;当水位超过设定值时,传感器会再次向控制器发
送信号,控制器会关闭执行器停止水的进入。

水塔水位控制系统的优点是可以实现自动化的水位控制,
节省人力和物力成本,并且能够保持水位的稳定性和安全性。

它在工业生产、农业灌溉和民用供水等领域都有广泛
的应用。

PLC的水塔水位控制系统

PLC的水塔水位控制系统

PLC的水塔水位控制系统
PLC是一种可编程控制器,广泛应用于各种自动化系统,特别是在工业控制系统中。

水塔水位控制系统是一种常见的工业自动化控制系统。

它是用来控制水塔水位高低的系统,其主要组成部分包括水位传感器、水泵、水泵控制器、PLC等。

在水塔水位控制系统中,水位传感器被用来监测水位高低,如果水位高于预设值,则
水泵会开始运转,把多余的水泵送出水塔,保持水塔内部的水位稳定。

水泵控制器负责控
制水泵的开关,并根据水位传感器的反馈信号来控制水泵启动和停止。

PLC是整个水塔水位控制系统的核心部件,它可以根据预设程序来判断当前水位高低,并向水泵控制器发送信号来控制水泵的运转。

当水位高于预设值时,PLC会向水泵控制器
发送信号来启动水泵;当水位低于预设值时,PLC会向水泵控制器发送信号来停止水泵。

除此之外,PLC还可以记录水位的变化情况,并根据不同的数据来分析水塔的工作状态,从而为水塔的运行提供更加精准的控制。

同时,PLC还可以与其他自动化控制系统配
合使用,实现更加复杂的自动化控制功能。

总之,PLC在水塔水位控制系统中发挥了重要的作用,它可以支持多个输入和输出接口,可以实现数字和模拟量的控制,同时也具有实时性和可靠性等优点。

通过使用PLC,
水塔水位控制系统可以实现更加精准的水位控制,提高整个系统的效率和可靠性。

水塔水位智能控制系统

水塔水位智能控制系统

摘要水塔水位控制系统,根据水位传感器得知水塔内水位情况,水位传感器分为上限位传感器和下限位传感器,还有一个直接接上5V的传感器。

当水塔上限位和下限位传感器电位为0时,电机运转,期间电机状态不变,直到下限位传感器和上限位传感器的电位不为0时,电机停转。

当发生下限位传感器电位为0而上限位传感器电位不为0时,电机停转并报警。

水塔水位控制电路设有光耦合器,通过光耦合器的通断控制电机运转与停转。

同时设有LED 灯和蜂鸣器,报警时LED灯闪烁和蜂鸣器响。

水塔水位控制器系统有四种状态,分别为电机运转状态、电机停转状态、保持状态和报警状态。

各种状态皆由水位传感器传来的信号来判定并由单片机输出信号来执行,由此使得水位控制在上限位和下限位之间。

水塔水位控制系统的原理1、功能要求1)水塔水位下降至下线水位时,启动水泵上水。

2)水塔水位上升至上线水位时,关闭水泵。

3)水塔水位在上、下限水位之间时,水泵保持原状态。

4)供水系统出现故障时,自动报警。

2、基本原理图1 水塔水位检测原理图水塔水位控制原理图见图(1),图中两条虚线表示正常工作情况下水位升降的上下限,在正常供水时,水位应控制在两条虚线代表的水位之间。

B测量水位下限,C测量水位上限,A接+5V,B、C接地。

在水塔无水或水位低于下限水位时,B、C为断开,B、C两点电位为零(低电平“0” ),需要水泵供水,单片机输出低电平,控制电机工作供水。

水位上升到B点,B接通,B点电位变为高电平“1”,C开关仍断开,C点仍为低电平,维持现状水泵继续供水。

当水位上升到C点时,C接通。

这时B、C均接通,B、C两点都为高电平,表示水塔水位已满,需水泵停止供水,单片机输出高电平,电机断电停止供水。

水塔水位开始下降,水位在降到B点之前,B点电位为高、C点电位为低,单片机输出控制电平维持不变,仍为高。

当水位降到B 点以下,B、C两点电平都为低时,单片机输出控制电平又变低.水泵供水。

B和p1.0、C和P1.1之间接4.7k 的电阻(下拉电阻),目的是为了保护单片机。

水塔水位自动控制系统

水塔水位自动控制系统

目录摘要 (II)ABSTRACT ................................................................................................................. I II 第1章绪论 (1)1.1水塔水位的产生背景 (1)1.2水塔水位的研究现状 (1)1.3单片机的发展趋势及应用 (3)1.4设计中水泵的工作方式 (3)1.5本次设计的内容 (3)第2章系统方案 (4)2.1概述 (4)2.2系统组成 (5)2.2.1系统工作原理框图 (5)2.2.2检测系统功能原理 (6)第3章单元电路设计 (7)3.1系统电源电路设计 (7)3.1.1三端集成稳压器的介绍 (7)3.1.2电源电路工作过程 (8)3.2液位传感器电路设计 (9)3.3报警显示电路设计 (10)第4章系统电路设计 (11)4.1系统主干电路 (11)4.2系统手动电路 (12)4.3系统自动电路 (12)4.3.1单片机的介绍 (12)4.3.2自动控制电路的工作 (14)4.4元器件的选择 (15)第5章软件系统的设计 (20)5.1系统运行框图 (20)5.2系统程序 (20)第6章系统运行总体过程 (22)参考文献 (23)结论 (24)致谢 (25)附录Ⅰ (26)附录Ⅱ外文文献 (27)附录Ⅲ中文翻译 (33)摘要水塔水位的控制系统是我国供水系统较为常用的,水塔供水的主要问题是塔内水位应该始终保持在一定的范围内,避免“空塔”、“溢塔”现象发生。

传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而智能控制系统的成本低,安装方便,灵敏性好,是节约水源,方便生活的水塔水位控制的理想装置。

本设计介绍的是一种由80C51单片机为主控元件的电压传感器的水塔水位测量系统。

利用水的导电性,连续的全天候的测量水位的变化,把测量的水位变化转换成相应的电信号,经过单片机分析处理后根据相应的结果通过继电器对水泵电机进行控制,从而进行对水位的控制,于此同时将测量结果显示出来。

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摘要
水塔水位控制系统,根据水位传感器得知水塔内水位情况,水位传感器分为上限位传感器和下限位传感器,还有一个直接接上5V的传感器。当水塔上限位和下限位传感器电位为0时,电机运转,期间电机状态不变,直到下限位传感器和上限位传感器的电位不为0时,电机停转。当发生下限位传感器电位为0而上限位传感器电位不为0时,电机停转并报警。水塔水位控制电路设有光耦合器,通过光耦合器的通断控制电机运转与停转。同时设有LED灯和蜂鸣器,报警时LED灯闪烁和蜂鸣器响。水塔水位控制器系统有四种状态,分别为电机运转状态、电机停转状态、保持状态和报警状态。各种状态皆由水位传感器传来的信号来判定并由单片机输出信号来执行,由此使得水位控制在上限位和下限位之间。
B和p1.0、C和P1.1之间接4.7k的电阻(下拉电阻),目的是为了保护单片机。单片机9接口用来复位。单片机18与19接口构成晶振12.0MHz(一个机器周期为1us)
三、水塔水位控制系统的软件设计
1、软件设计要求
在水塔无水或水位低于下限水位时,B、C为断开,B、C两点电位为零(低电平“0”),需要水泵供水,单片机输出低电平,控制电机工作供水。水位上升到B点,B接通,B点电位变为高电平“1”,C开关仍断开,C点仍为低电平,维持现状水泵继续供水。当水位上升到C点时,C接通。这时B、C均接通,B、C两点都为高电平,表示水塔水位已满,需水泵停止供水,单片机输出高电平,电机断电停止供水。水塔水位开始下降,水位在降到B点之前,B点电位为高、C点电位为低,单片机输出控制电平维持不变,仍为高。当水位降到B点以下,B、C两点电平都为低时,单片机输出控制电平又变低.水泵供水。
11、电烙铁、焊锡、钳子、剪刀若干(各组共用)。
3、电路基本电路图
图2 水塔水位控制硬件图
4、电路控制原理
学习心得
1
通过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关高频电子线路方面的知识,在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知,通过亲自动手制作,使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
sbit LED=P1^3;
sbit jing=P1^4;
void delay1ms(int i) /*1ms*/
{
int j;
while(i--)
{
for(j=0;j<125;j++)
{
;
}
}
}
void delay500us() /*500us*/
{
int i;
for(i=0;i<62;i++)
{
2、软件思路
由于水位传感器与单片机的两个I/O口相连,故软件应该判定与水位传感器相连端口的状态,当满足某个状态的时候,应该进行判定,符合的进入下一步,可使用条件语句实现。软件程序流程如下图。
两个水位信号由P1.0和P1.1输入,这两个信号共有四种组合状态。如表1所示。其中第三种组合(b=1、c=0)正常情况下是不能发生的,但在设计中还是应该考虑到,并作为一种故障状态。
;
}
}
void beep()
{
int j;
for(j=0;j<100;j++)
{
jing=~jing;
delay500us();
}
}
void main()
{P1=0xff;
while(1)
{if(xia==0&&shang==0)
{guan=0;
delay1ms(1000);/*延时1秒*/
}
if(xia==0&&shang==1)
2
过而能改,善莫大焉。在课程设计过程中,我们不断发现错误,不断改正,不断领悟,不断获取。最终的检测调试环节,本身就是在践行“过而能改,善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多问题,最后在老师的指导下,终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中,一定要不懈努力,不能遇到问题就想到要退缩,一定要不厌其烦的发现问题所在,然后一一进行解决,只有这样,才能成功的做成想做的事,才能在今后的道路上劈荆斩棘,而不是知难而退,那样永远不可能收获成功,收获喜悦,也永远不可能得到社会及他人对你的认可!
C(P1.1)
B(P1.0)
操作
0
0
电机运转
0
1
维持原状
1
0
故障报警
1
1
电机停转
3、软件程序分析
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit xia=P1^0;
sbit shang=P1^1;
sbit guan=P1^2;
参考文献:
[1]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006.5.
[2]盛珣华,李润梅.计算机控制系统[M].北京:清华大学出版社;北京交通大学出版社,2007.7
[3]李全利.单片机原理及接口技术[M].北京:高等教育出版社,2009.1
[4]周树男,张伯颐.电路与电子学基础[M].北京:科学出版社,2000
我认为,在这学期的实验中,不仅培养了独立思考、动手操作的能力,在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是,在实验课上,我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的,真的是受益匪浅。要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后,不管有多苦,我想我们都能变苦为乐,找寻有趣的事情,发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样,我们都可以在实验结束之后变的更加成熟,会面对需要面对的事情。
[5]王松武,赵旦峰,于蕾.常用电路模块分析与设计指导[M].北京:清华大学出版社,2007.4.
3
课程设计诚然是一门专业课,给我很多专业知识以及专业技能上的提升,同时又是一门讲道课,一门辩思课,给了我许多道,给了我很多思,给了我莫大的空间。同时,设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计,我掌握了常用元件的识别和测试;熟悉了常用仪器、仪表;了解了电路的连线方法;以及如何提高电路的性能等等,掌握了焊接的方法和技术,通过查询资料,也了解了收音机的构造及原理。
水塔水位控制系统的原理
1、功能要求
1)水塔水位下降至下线水位时,启动水泵上水。
2)水塔水位上升至上线水位时,关闭水泵。
3)水塔水位在上、下限水位之间时,水泵保持原状态。
4)供水系统出现故障时,自动报警。
2、基本原理
图1水塔水位检测原理图
水塔水位控制原理图见图(1),图中两条虚线表示正常工作情况下水位升降的上下限,在正常供水时,水位应控制在两条虚线代表的水位之间。B测量水位下限,C测量水位上限,A接+5V,B、C接地。
1、塑料桶一个(Φ25-30cm)
2、塑料尺30cm一个
3、微型水泵一个
4、塑料管2米
5、光电耦合器4N25一个
6、12V微型继电器(TWTMP-53)一个
7、电路板(6*4cm)一块
8、薄铜片2cm*10cm*o.5mm一块
9、直流稳压电源一台、PC机一台、XL1000/XL2000仿真仪一台。
10、其它:导线2米、二极管一个、PNP三极管一个、4.7K电阻2个、300Ω电阻2个,12针排针1片。
在水塔无水或水位低于下限水位时,B、C为断开,B、C两点电位为零(低电平“0”),需要水泵供水,单片机输出低电平,控制电机工作供水。水位上升到B点,B接通,B点电位变为高电平“1”,C开关仍断开,C点仍为低电平,维持现状水泵继续供水。当水位上升到C点时,C接通。这时B、C均接通,B、C两点都为高电平,表示水塔水位已满,需水泵停止供水,单片机输出高电平,电机断电停止供水。水塔水位开始下降,水位在降到B点之前,B点电位为高、C点电位为低,单片机输出控制电平维持不变,仍为高。当水位降到B点以下,B、C两点电平都为低时,单片机输出控制电平又变低.水泵供水。
4
回顾起此课程设计,至今我仍感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,但可喜的是最终都得到了解决。
5
实验过程中,也对团队精神的进行了考察,让我们在合作起来更加默契,在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量,只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。
6
此次设计也让我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询,只要认真钻研,动脑思考,动手实践,就没有弄不懂的知识,收பைடு நூலகம்颇丰。
{guan=1;
LED=0;
beep();
delay1ms(1000);/*延时1秒*/
}
if(xia==1&&shang==1)
{guan=1;
delay1ms(1000);/*延时1秒*/
}
else
{delay1ms(1000);/*延时1秒*/
}
}
}
四、水塔水位控制系统的硬件电路设计
1、基本器件
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