液位自动控制系统设计及调试

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水箱液位自动控制系统设计

第一章水箱液位自动控制系统原理液位自动控制是通过控制投料阀来控制液位的高低，当传感器检测到液位设定值时，阀门关闭，防止物料溢出；当检测液位低于设定值时，阀门打开，使液位上升，从而达到控制液位的目的。

在制浆造纸工厂常见有两种方式的液位控制：常压容器和压力容器的液位控制，例如浆池和蒸汽闪蒸罐。

液位自动控制系统由液位变送器（或差压变送器）、电动执行机构和液位自动控制器构成。

根据用户需要也可采用控制泵启停或改变电机频率方式来进行液位控制。

结构简单，安装方便，操作简便直观，可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。

应用范围在制浆造纸过程中涉及的所有池、罐、槽体液位自动控制。

图1.1中，是控制器的传递函数，是执行机构的传递函数，是测量变送器的传递函数，是被控对象的传递函数。

图5.1中，控制器，执行机构、测量变送器都属于自动化仪表，他们都是围绕被控对象工作的。

也就是说，一个过程控制的控制系统，是围绕被控现象而组成的，被控对象是控制系统的主体。

因此，对被控对象的动态特性进行深入了解是过程控制的一个重要任务。

只有深入了解被控对象的动态特性，了解他的内在规律，了解被控辩量在各种扰动下变化的情况，才能根据生产工艺的要求，为控制系统制定一个合理的动态性能指标，为控制系统的设计提供一个标准。

性能指标顶的偏低，可能会对产品的质量、产量造成影响。

性能指标顶的过高，可能会成不必要的投资和运行费用，甚至会影响到设备的寿命。

性能指标确定后，设计出合理的控制方案，也离不开对被控动态特性的了解。

不顾被控对象的特点，盲目进行设计，往往会导致设计的失败。

尤其是一些复杂控制方案的设计，不清楚被控对象的特点根本就无法进行设计。

有了正确的控制方案，控制系统中控制器，测量变送器、执行器等仪表的选择，必须已被控对象的特性为依据。

在控制系统组成后，合适的控制参数的确定及控制系统的调整，也完全依赖与对被控对象动态特性的了解。

由此可见，在控制工程中，了解被控制的对象是必须首先做好的一项工作。

基于PLC的液位控制系统设计

基于PLC的液位控制系统设计液位控制系统是工业自动化中常见的一种控制系统，主要用于监测和控制液体或粉末在容器中的液位。

PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用的自动化控制器，它通过编程逻辑和输入输出模块实现自动控制。

本文将基于PLC的液位控制系统进行设计和讨论。

首先，我们需要了解液位控制系统的基本原理。

液位控制系统主要由三个组成部分组成：传感器、控制器和执行器。

传感器用于监测液位高度，常用的传感器有浮球传感器、电容传感器和超声波传感器。

控制器根据传感器获得的液位信号，通过编程逻辑判断液位是否达到设定值，并根据结果控制执行器的开关状态。

执行器可以是电磁阀、泵或搅拌器，用于调节液位。

PLC作为控制器可以实现复杂的逻辑控制，并且具有可编程性和可扩展性。

下面是基于PLC的液位控制系统的设计步骤：第一步是确定系统需求和设计目标。

根据具体的液位控制需求，确定液位控制系统的功能要求和性能指标，例如需要实现液位的自动控制、报警功能和远程监控等。

然后确定设计目标，例如控制系统的稳定性、精度和可靠性。

第二步是选择适当的控制器和传感器。

根据设计目标和系统需求，选择适合的PLC控制器和液位传感器。

PLC控制器应具有足够的输入输出模块和计算能力，以满足液位控制系统的需求。

液位传感器的选择应考虑液体的性质、工作环境和控制精度等因素。

第三步是进行系统硬件设计。

根据选定的PLC控制器和传感器，设计系统的硬件连接和布置。

将传感器与PLC控制器连接，确保信号的稳定传输。

同时，还需要考虑系统的电气安全和防护措施。

第四步是进行PLC编程。

根据设计需求和目标，编写逻辑控制程序。

程序应能够实现液位的监测、判断和控制，同时具备保护和报警功能。

编程语言通常使用ladder diagram（梯形图），也可以使用其他编程语言如指令列表和函数图。

第五步是进行系统调试和优化。

完成PLC编程后，进行系统调试和优化。

对系统进行全面的测试，确保液位的检测和控制功能正常运行。

液位控制系统设计

摘要本文主要设计了一种液位控制器，它以8051作为控制器，通过8051单片机和模数转换器等硬件系统和软件设计方法,实现具有液位检测报警和控制双重功能，并对液位值进行显示。

本系统是基于单片机的液位控制，在设计中主要有水位检测、按键控制、水位控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现液位控制。

主要用水位传感器检测水位，用六个控制按键来实现按健控制，用三位7段LED显示器来完成显示部分，用变频器来控制循环泵的转速，并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。

把这些信号与单片机中内部设定的值相比，以判断单片机是否需要进行相应的操作，即是否需要开启补水泵或排水泵，来实现对液面的控制，从而实现单片机自动控制液面的目的。

本设计用单片机控制，易于实现液位的控制,而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便、等优点.关键词: 8051单片机; 模数转换；水位控制; 自动控制目录1 前言 (3)1.1课题背景 (3)1。

2国内外研究的现状 (3)1.3使用单片机实现水体液位控制的优点 (4)2 系统硬件设计 (6)2。

1核心芯片8051单片机 (6)2.2液位传感器设计 (9)2.4ADC0809A/D转换器 (13)2.5键盘及显示接口 (16)2。

6自动报警电路 (17)下列二种情况发生系统报警。

(18)1)当水位达到上限极限水位时报警，水位到达上限极限水位时系统发出报警； (18)2）当水位达到下限极限水位时报警，水位到达下限极限水位时系统发出报警 (18)3 系统软件的设计 (19)3。

1软件设计流程图 (19)致谢 (23)1 前言1。

1 课题背景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。

PLC水箱液位控制系统毕业设计

PLC水箱液位控制系统毕业设计PLC水箱液位控制系统是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。

这个系统可以应用于各种场景，比如工业生产中的水箱液位控制、建筑物的水池液位控制等。

在本篇文章中，将详细介绍PLC水箱液位控制系统的设计和实现。

首先，我们需要对PLC水箱液位控制系统的硬件进行设计。

其中包括传感器模块、执行器模块和PLC控制器。

传感器模块用于监测水箱中的液位，可以选择合适的液位传感器，如浮球开关、超声波传感器等。

执行器模块用于控制水箱中的液位，可以选择水泵或阀门等执行器。

PLC控制器用于接收传感器模块的信号，根据预设的控制策略来控制执行器模块的工作。

同时，还需要考虑电源模块、通信模块等其他辅助模块。

接下来，我们需要对PLC水箱液位控制系统的软件进行设计。

PLC控制器通常使用Ladder Diagram（梯形图）进行编程。

在本设计中，我们可以根据液位传感器的信号来控制执行器的开关。

当液位低于一定阈值时，PLC控制器可以启动水泵或打开阀门，以增加水箱中的液位。

当液位高于一定阈值时，PLC控制器可以停止水泵或关闭阀门，以减少水箱中的液位。

同时，我们还可以增加一些安全措施，如设置最大液位和最小液位报警，当液位超出范围时，PLC控制器可以发出警报信号或采取相应的措施。

在实际应用中，我们还可以通过人机界面（HMI）来对PLC水箱液位控制系统进行监控和操作。

通过HMI，我们可以实时查看水箱中的液位，修改控制策略，记录操作日志等。

同时，我们还可以将PLC水箱液位控制系统与上位机进行通信，实现远程监控和控制。

最后，我们需要对PLC水箱液位控制系统进行实验验证。

在实验中，我们可以模拟不同的液位情况，观察PLC控制器的响应和执行器的工作情况。

通过实验，我们可以测试系统的稳定性、精度和可靠性，并对系统进行优化和改进。

总结而言，PLC水箱液位控制系统是一种自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。

液位自动控制系统方案

等级:课程设计课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称液位自动控制系统设计与调试专业班级学号姓名指导老师电气信息学院课程设计任务书课题名称液位自动控制系统设计与调试姓名专业班级学号指导老师课程设计时间教研室意见审核人：一.课程设计的性质与目的本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。

它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程围的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。

通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。

二. 课程设计的容1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。

2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。

3.选择电器元件，列出电器元件明细表。

4.上机调试程序。

5.编写设计说明书。

三. 课程设计的要求1.所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。

2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。

3.所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出，篇幅不少于7000字。

四.进度安排1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。

2.第一周星期二～星期四：详细了解搬运机械手的基本组成结构、工艺过程和控制要求。

确定控制方案。

配置电器元件，选择PLC型号。

绘制传送带A、B的拖动电机的控制线路原理图和搬运机械手控制系统的PLC I/O接线图。

设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。

3.第一周星期五：上机调试程序。

4.第二周星期一：指导编写设计说明书。

液位自动控制系统分析

二．系统分析2.1系统工作原理浮球杠杆式液位自动控制系统原理示意图工作原理：当电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱中流入水量与流出水量相等，从而液面保持在希望高度上。

一旦流入水量或流出水量发生变化，水箱液面高度便相应变化。

例如，当液面升高时，浮子位置亦相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的流量减少。

此时，水箱液面下降，浮子位置相应下降，知道电位器电刷回到中点位置，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度，反之，若水箱液面下降，则系统会自动增大阀门开度，加大流入的水量，使液面升到给定的高度。

2.2系统分解水位自动控制系统由浮子，杠杆，直流电动机，阀门及水箱控制部分构成。

根据不同的需要可以对各部分进行不同的设计。

该系统结构简单，安装方便，操作简便直观，可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。

液位控制系统原理方框图如下所示：图22.3．数学模型2.3.1浮子、杠杆、电位计（比例环节）浮球杠杆测量液位高度的原理式U o=U总b∆ℎal式中Uo为电位计的输出电压，U总为电位计两端的总电势，b a⁄为杠杆的长度比，∆ℎ为高度的变化，l为电位计电阻丝的中点位置到电阻丝边缘的长度。

则：G1(s)=K12.3.2微分调理电路（微分环节）由于水面震荡，导致浮子不稳定，在电位计的输出电压与电动机的输入端之间接一个微分调理电路，对输入的电压进行调理传递函数为G2(s)=K2s2.3.3电动机（惯性环节）查资料知电动机的传递函数：G3(s)=K3Ts+12.3.4减速器（比例环节）这是一个比例环节，增益为减速器的减速比。

故，传递函数为G4(s)=K42.3.5控制阀（积分环节）这是一个积分环节，故，传递函数为G5(s)=K5s2.3.6水箱（积分环节）这是一个积分环节，实际液位Y是流入量Q in与流出量Q out的差值∆Q对时间t的积分。

液位自动控制系统

随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展,工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。

液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数,其测量和控制效果直接影响到产品的质量,因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。

本文设计了一种以单片机为核心的液位控制系统,使得液位控制更加精确稳定,并具有良好的人机交互功能。

一、系统结构系统采用下位机以单片机为核心的控制系统。

系统由单片机、D/A、A/D转换、V/I转换、电动调节阀、放大电路以及液位传感器等组成。

其系统结构框图如图1所示。

系统的核心采用AT89C52单片机,该芯片具有极高的性价比,适用于多数嵌入式系统。

上位机采用普通PC机,通过串口与单片机进行通信。

同时利用Visual C 6.0设计了监控软件,使其具有友好的人机界面,方便监控室工作人员对液位进行监控。

二、硬件系统设计1.液位传感器系统选用CYB31型压力液位变送器来进行液位的测量。

CYB31系列隔离式液位变送器采用进口不锈钢隔离膜片的高精度、高稳定性的力敏芯片,经合理精密的结构设计和厚膜技术温度补偿、信号放大、V/I转换,对不锈钢壳体进行全密封焊接,使用有通风导管的防水电缆,使传感器背压腔与大气连通,从而制成工业标准的4～20mA或0～10mA信号输出且性能稳定可靠的全固态产品。

2.A/D转换模块考虑到转换器的转换位数和速率,本系统采用了TI公司的10位模数转换器TLC1549。

它采用CMOS工艺,具有内在的采样和保持,采用差分基准电压高阻输入,抗干扰,可按比例量程校准转换范围。

通过A/D转换器可以将传感器输入的模拟电压量转换为数字量通过串行通信送给计算机。

3.液位调节系统经过单片机得到控制量输出后,经D/A转换器转换为模拟量,再经放大器放大从而调节阀门的开度来改变液体的流量,以达到对液位的控制。

4.液位设定、显示及报警单片机的P1口连接了一个4×4的16键行列式键盘,通过键盘可以实现液位上、下限的设定。

水箱液位控制系统设计设计

水箱液位控制系统设计设计一、系统概述水箱液位控制系统是一个智能化的系统，用于控制水箱液位并保持在设定的范围内。

该系统由传感器、控制器和执行器组成，通过传感器检测水箱液位，并将液位信号传输给控制器，控制器根据设定的参数进行判断和控制，最终通过执行器完成控制动作。

二、系统组成1.传感器：使用浮球传感器或超声波传感器来检测水箱液位。

传感器将液位转化为电信号，并传输给控制器。

2.控制器：控制器是系统的核心部分，它接收传感器的信号，并进行处理和判断。

控制器可以根据设定的参数来判断液位是否达到目标范围，并通过输出信号来控制执行器的动作。

此外，控制器还需要具备人机界面，方便用户进行参数设置和监测。

3.执行器：执行器根据控制器的控制信号，完成相应的动作。

例如，当液位过高时，执行器可以控制水泵关闭或排水阀打开，以降低液位；当液位过低时，执行器可以控制水泵开启或进水阀打开，以提高液位。

4.电源：为整个系统提供电能。

三、系统设计思路1.确定液位控制的范围：根据实际需求，确定水箱液位的上限和下限。

一般情况下，液位控制范围应在50%至85%之间。

2.选择合适的传感器：根据水箱的结构和液位控制要求，选择合适的传感器。

浮球传感器适用于小型水箱，超声波传感器适用于大型水箱。

3.设计控制器：控制器的主要功能是接收传感器的信号、处理和判断液位，并输出控制信号。

在设计控制器时，需要考虑如下几个方面：-信号处理：传感器的信号可能存在噪声，需要进行滤波处理，保证信号的准确性。

-参数设置：控制器应提供人机界面，方便用户根据实际需求设置参数，例如液位上下限、启停时间等。

-控制算法：根据设定的参数，控制器需要实现相应的控制算法，例如比例控制、积分控制等。

-控制输出：控制器根据判断结果输出控制信号，控制执行器的动作。

4.选用适配的执行器：根据液位控制要求，选择适合的执行器，例如水泵、进水阀、排水阀等。

5.系统集成与调试：将传感器、控制器和执行器进行连接和集成，进行系统调试和性能测试。

「基于PLC的液位控制系统设计1」

「基于PLC的液位控制系统设计1」液位控制系统是工业领域最常见的自动控制系统之一，它可以实现对液体的实时监控和自动控制。

本文将介绍基于可编程逻辑控制器（PLC）的液位控制系统的设计。

首先，我们需要了解液位控制系统的基本组成部分。

液位控制系统一般包括液位传感器、执行器（如泵或阀门）、PLC和人机界面。

液位传感器用于检测液体的高度，然后将信号传输到PLC。

PLC通过逻辑控制算法，根据液位传感器的信号来控制执行器的操作，从而达到对液位的控制。

人机界面用于操作人员与液位控制系统直接交互，如设置液位控制参数、显示液位信息等。

在设计液位控制系统时，首先需要确定液体的容器类型和液位的测量范围，选择适合的液位传感器。

常见的液位传感器包括浮球传感器、压阻式传感器和超声波传感器等。

然后，选择合适的执行器来控制液位，如泵或阀门。

根据液位控制的需求，确定PLC的规格和类型，如简单控制任务可以选择小型PLC，而复杂控制任务可能需要使用高性能PLC。

接下来，需要进行液位控制的逻辑设计。

液位控制系统的逻辑设计可以使用Ladder Diagram或Structured Text进行编程。

通过编程实现对液位的监测和控制。

例如，当液位低于一定值时，PLC通过控制执行器来注入液体，当液位高于一定值时，PLC通过控制执行器来排出液体。

在设计过程中，要考虑到液位变化的延迟和波动。

针对这个问题，可以使用滤波技术和控制算法来解决。

滤波技术可以减少传感器信号中的噪音和干扰，控制算法可以根据液位变化的速率来调整执行器的操作，从而使液位控制更加精确和稳定。

最后，测试和调试液位控制系统。

在测试中，需要验证液位传感器的准确性和PLC的控制性能。

通过对系统的模拟和实际运行进行测试，可以发现和解决潜在问题，确保液位控制系统的正常运行。

总结起来，基于PLC的液位控制系统设计需要考虑液位传感器的选择、执行器的选择、PLC的规格和类型、逻辑设计、滤波技术、控制算法以及测试和调试。

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。

全自动液位控制系统的设计

一
选，泥分级回收，水闭路循环。ｏ５年１份进行了高定位煤洗２ｏ月技术改造，２０于Ｏ５年７月份投入使用，术改造后洗选能力达技到７Ｏ万吨／。高定位技术改造增加了动筛系统，０ｏ年５ｍｍ以上
电极度式液位计研发了一种全自动液位控制系统。该系统投入使用后成功解决了以上难题。
１全自动液位控制系统设计
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图２３１３２全自动液位控制原理图５、５
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单容水箱液位控制系统设计

单容水箱液位控制系统设计一、引言单容水箱液位控制系统是一种常见的工业自动化控制系统。

它主要用于监测和控制水箱的液位，确保水箱中的液位保持在特定的范围内。

本文将介绍单容水箱液位控制系统的设计原理、硬件电路设计、软件设计以及系统测试和实施。

二、设计原理1.传感器模块传感器模块用于监测水箱中的液位。

一种常用的传感器是浮球传感器，它随着液位的变化而移动，从而输出不同的电信号。

传感器模块将传感器输出的信号转换为数字信号，并传送给控制器模块进行处理。

2.控制器模块控制器模块是整个系统的核心，它接收传感器模块传来的信号，并根据预设的液位范围进行判断和控制。

控制器模块通常使用单片机或者嵌入式系统来实现。

它可以通过开关控制执行器模块的工作状态，以调节水箱的液位。

3.执行器模块执行器模块用于控制水箱的进水和排水。

在液位过低时，执行器模块打开水泵，使水箱进水；在液位过高时，执行器模块关闭水泵，使水箱排水。

执行器模块可以采用继电器、驱动电机等元件来实现。

三、硬件电路设计1.传感器模块传感器模块将传感器的信号转换为数字信号。

可以使用模拟到数字转换器（ADC）将传感器输出的模拟电压转换为数字信号，然后通过串口等方式传送给控制器模块。

2.控制器模块控制器模块可以使用单片机或者嵌入式系统来实现。

它需要包括输入接口、控制逻辑和输出接口。

输入接口负责接收传感器模块传来的信号，控制逻辑通过判断液位范围来控制执行器模块的工作状态，输出接口负责向执行器模块发送控制信号。

3.执行器模块执行器模块根据控制器模块的信号控制水箱的进水和排水。

可以使用继电器或驱动电机等元件来实现。

进水时，可以通过开启水泵或开启电磁阀等方式；排水时，可以通过关闭水泵或关闭电磁阀等方式。

四、软件设计软件设计主要包括控制器模块的程序设计。

程序需要实时监测传感器模块的信号，并根据预设的液位范围进行判断和控制。

可以使用状态机或者PID控制算法来实现。

1.状态机状态机通过定义不同的状态和状态转移条件来实现控制逻辑。

PLC课程--液位升降自动控制系统设计

一、设计题目：液位升降自动控制系统设计二、设计任务和要求某进出水系统由进水阀门、储水罐及出水阀门组成，储水罐储水高度为50cm。

水位升降分为手动控制和自动控制，通过选择开关进行选择。

1、手动控制通过上升按钮、下降按钮和停止按钮控制水位高度（1）上升过程：按下上升按钮，进水阀开，水位以1cm/s开始上升，水位满时，进水阀门自动关闭；按下停止按钮，阀门关闭，水位停止在当前位置。

（2）下降过程：按下下降按钮，出水阀开，水位以1cm/s开始下降，水位空时，出水阀门自动关闭；按下停止按钮，阀门关闭，水位停止在当前位置。

2、自动控制通过启动按钮和停止按钮进行控制：（1）按下启动按钮，进水阀开，水位以1cm/s开始上升；水位满时，进水阀门关，出水阀打开，水位以1cm/s开始下降，水位空，出水阀门关；然后进水阀重新打开，重复以上过程。

（2）按下停止按钮，阀门全部关闭，水位停止在当前位置。

3、报警手动和自动过程中，当液位达到高低报警值时，进行灯闪烁报警，闪烁频率位0.5s。

三、题目分析思路一、利用PLC模拟开关功能，进行开关量的控制，采用传感器来检测液位的位置，然后相应的模拟开关动作。

思路二、利用PLC的模拟量输入，采用模拟，不需要采用传感器，并且需要的硬件数量较少。

现用思路一，采用分部程序设计方法，利用无参功能编写。

四、流程图和硬件图（见附录1）五、硬件配置图，及PLC操作步骤1、建立工程2、选择CPU3、添加硬件4、符号表5、建立模块6、复位模块图7、主程序模块10、定时模块六、设计心得体会通过这次课程设计，巩固《PLC技术》课程学过的知识，了解了一些典型硬件设备，熟悉PLC系统设计流程，能简单运用基本指令。

熟悉梯形图的设计和结构思路，在原有的学习基础上，了解了PLC的编程思想，编程结构，在一定程度上在加深对理论联系实际的方面有了一定的认识。

七、参考书目西门子S7300PLC应用教程深入浅出西门子S7-300 PLC[M]。

8.2 液体混合的PLC控制设计与调试

6 X5 热保护继电器 KH
1 Y0 2 Y1 3 Y2 4 Y3
输出信号
接触器 KM 中间继电器KA1 中间继电器KA2 中间继电器KA3
10
四. 任务实施
3．控制回路
主回路
PLC控制回路
液体混合装置PLC控制原理图
11
四. 任务实施
4．设备材料表
本控制中输入点应选6×1.2≈8点；输出点4×1.2≈5点（继电器输出）。通过查找三菱FX2N系列选型表，选定三菱FX2N16MR-001（其中输入8点，输出8点，继电器输出）。
只
3
12 YV
电磁阀
DF-50-AC:220V
只
3
12
四. 任务实施
5．程序设计
液体混合装置PLC控制程序
13
四. 任务实施
6．运行调试
根据原理图连接PLC线路，检查无误后。将程序下载到PLC中，运行程序，观察控制过程。
（1）按下外部启动按钮SB1，将X1置ON状态，观察Y0的动作情况。（2）松开外部启动按钮SB1，将X1置OFF状态，观察Y0的动作情况。（3）按下外部停止按钮SB2，将X2置ON状态，观察Y0的动作情况。
（2）停止注入液体B时，开启搅拌机，搅拌混合时间为60s。（3）停止搅拌后开启电磁阀YV3，放出混合液体，至液体高度降到液面传感器SL3处后，再经5s关闭YV3。
(4)循环（1）（2）（3）工作。
3．停止操作
按下停止键后，在当前循环（操作过程）完毕后，停止操作，回到初始状态。
8
四. 任务实施
通过任务分析可知，两种液体混合控制是典型的步进过程控制，用 PLC来实现控制要求：
序号符号
设备名称

自动化综合设计——液位控制监控系统

液位控制监控系统一.设计目的及任务：运用MCGS组态软件设计一个基于智能仪表的计算机监控水位控制系统。

通过设计来认识我们自动化专业常用软件MCGS的系统构成，掌握这个软件的基本操作，设计出一个有以下功能的上位机监控系统：1.实现水的流动画面，计算机与仪表通讯动画2.当前液位显示、控制量输出显示3.液位实时显示曲线4.液位超限报警记录表，报警指示灯显示5.设定值的设置二．原理图监控系统原理图三．界面设计说明，系统数据变量1.控制系统接线实物图其中智能仪表和当前液位框中显示的是水罐中的液位高度，控制输出框中显示出水阀的控制百分比2.液位报警部分在液位上限值输入框和液位下限值输入框输入相应的数值，能够设定液位上下限，当液位低于下限值时超下限报警灯亮红灯，当液位高于上限值时超上限报警灯亮红灯，并在下面的报表中记录显示出来3.仪表控制部分在输入框中输入相应的数值然后点设置便可以作出相应的设置，这部分是通过click事件，写脚本程序完成的）4.实时曲线部分用来显示设定值，当前测量值和控制百分比的实时曲线系统数据变量四．调试存在问题及解决方法问题1：控制量写入后无法设置。

解决方法：检查了脚本程序，确保了程序编写正确。

问题2：报警灯没有按照预想在方式进行红蓝灯切换解决方法：按照实验册上的步骤设定好可见颜色还有表达式问题3：报警数据无历史数据。

解决方法：检查发现没有设定为自动保存，设定即可。

问题4：对仪表变量意义不了解解决方法：查看帮助信息。

问题5：上位机无法控制实验设备解决方法：因为串口通讯设备设置不正确导致无法连接，设置好就可以了五．学习体会，总结通过这一周的设计实验，我有幸接触到了MCGS组态软件，并用组态软件完成了动画的制作，控制流程的编写，设备的连接，报警输出和报表曲线显示等操作，同时还学习了简单的脚本程序编写，知道了启动、循环、推出策略的使用。

深刻的体会到了组态软件作为我们自动化专业一个重要工具的强大作用和功能。

储水罐液位计算机控制系统设计

储水罐液位计算机控制系统设计引言：储水罐液位计算机控制系统是一种用于监测和控制储水罐液位的自动化系统。

该系统能够实时监测储水罐的液位，并通过计算机进行数据处理和控制指令的发送，以实现储水罐液位的自动调节和控制。

本文将从硬件设计、软件设计和通信设计三个方面对储水罐液位计算机控制系统进行详细介绍。

一、硬件设计1.传感器：传感器用于实时监测储水罐的液位。

一般使用压力传感器或浮球传感器。

压力传感器通过测量物体所受压力的大小来判断液位高低，而浮球传感器则通过浮球的浮沉来反映液位的变化。

根据具体需要选择合适的传感器。

2.控制器：控制器是该系统的核心部分，负责处理传感器采集到的液位数据，并根据控制算法生成相应的控制指令。

控制器可以选择使用单片机、PLC或者工控机等设备。

3.执行器：执行器用于实现对储水罐液位的控制，包括开、关液位阀门等操作。

执行器通常选择使用电磁阀、电动阀等设备。

二、软件设计1.数据处理：控制器通过传感器获取到的液位数据进行预处理，例如滤波、校准等，以提高数据的准确性和稳定性。

通过合适的算法对数据进行处理，可以获得液位的实时信息。

2.控制算法：控制器根据液位的变化规律和外部控制要求，设计合适的控制算法，以生成相应的控制指令。

常用的控制算法有PID控制算法、模糊控制算法等。

根据具体需要选择合适的控制算法。

三、通信设计1.与计算机之间的通信：控制器通过串口、以太网等方式与计算机进行通信，将采集到的液位数据传输给计算机，并接收计算机的控制指令。

通信方式可以根据具体需求选择。

2.设备之间的通信：控制器与执行器之间通过数字信号进行通信，控制器接收到计算机的控制指令后，通过数字信号控制执行器的运行状态。

通信方式可以选择常见的485通信、CAN通信等。

结论：储水罐液位计算机控制系统设计涉及到硬件设计、软件设计和通信设计等多个方面。

通过合理的硬件选型、完善的软件设计和稳定的通信设计，可以实现对储水罐液位的自动化监测和控制。

水箱液位控制系统设计

水箱液位控制系统设计一、引言二、水箱液位控制系统功能需求1.实时监测水箱内的液位，能够准确地反映水箱的水位高低。

2.自动控制水泵的启停，能够根据液位情况自动控制水泵的工作状态。

3.监测和报警功能，当水箱液位过高或过低时，能够及时发出警报，防止水箱溢满或干涸。

4.用户可通过控制面板进行参数设置和手动控制，便于系统的调试和操作。

三、系统硬件设计1.液位传感器：选择合适的液位传感器，如浮球式液位传感器、压力式液位传感器等，用于测量水箱内的液位。

2.控制面板：包括液晶显示屏、按键开关和警报器，用于进行参数设置、手动控制和状态显示。

3.控制器：采用单片机或PLC等控制器，用于控制水泵的启停和监测、处理液位传感器的信号。

4.电磁继电器：用于控制水泵的启停，根据控制器的输出信号来控制水泵的运行。

四、系统软件设计1.液位监测算法：通过液位传感器获取的模拟信号，经过模数转换后，传入控制器进行处理。

控制器根据预设的液位范围和阈值，判断并监测水箱的液位高低。

2.控制算法：根据液位监测的结果，判断是否需要启动或停止水泵。

当液位过低时，控制器输出控制信号，驱动电磁继电器闭合，启动水泵；当液位过高时，控制器输出控制信号，驱动电磁继电器断开，停止水泵。

3.参数设置界面：在控制面板上设计用户界面，用户可以通过按键设置液位的上下限值、警报阈值等参数。

4.警报功能：当水箱液位超过上限或低于下限时，控制器将发出警报信号，触发警报器报警，并在液晶显示屏上显示相应的警报信息。

五、系统测试与调试1.对液位传感器的测量精度进行测试，确认液位传感器和控制器的连接正确，信号传输正常。

2.进行液位控制的测试，对水箱进行填满、放空等操作，检查控制系统是否正常响应并进行相应的控制。

3.对警报功能进行测试，将液位设置为超过上限或低于下限的值，检查是否触发警报器和显示屏的报警信息。

六、系统优化与改进1.根据实际情况对控制算法进行优化，提高控制的精度和可靠性。

水箱液位控制系统的设计及实物调试

自动控制系统课程设计1、设计题目：水箱液位控制系统的设计及实物调试2、设计目的1、加强对自动控制原理这门课程的认识，初步认识工程设计方法。

2、通过对水箱液位控制系统的设计，进一步理解书本知识，提高实践能力，增强分析问题，解决问题的能力。

3、学习并掌握Matlab的使用方法，学会用Matlab仿真。

4、学会对仿真结果进行分析，计算，并应用到实践设计中去。

3、设计设备1、ACCC—Ⅰ型自动控制理论及计算机控制技术实验装置2、数字式万用表3、示波器4、MATLAB软件4、设计任务（1）复习有关教材、到图书馆查找有关资料，了解水箱液位控制系统的工作原理。

（2）总体方案的构思根据设计的要求和条件进行认真分析与研究，找出关键问题。

广开思路，利用已有的各种理论知识，提出尽可能多的方案，作出合理的选择。

画出其原理框图。

（3）总体方案的确定可从频域法、跟轨迹法分析系统，并确定采用何种控制策略，调整控制参数。

（4）系统实现搭建系统上的硬件电路，实现开环控制，记录实验数据。

引入闭环控制，将设计好的控制策略实现其中，根据实际响应效果调整参数直至最优，并记录数据5、设计要求1．分析系统的工作原理，进行系统总体设计。

2．选择系统主电路各元部件，进行主电路设计，并完成系统调试。

3．构成开环系统，并测其动态特性。

4．测出各环节的放大倍数及其时间常数。

5．分析单闭环无差系统的动态性能。

6．比较开环时和闭环时的动态响应。

7．构成水箱液位闭环无静差系统，并测其动态性能指标和提出改善系统动态性能的方法，使得系统动态性能指标满足s t s t s r 5.0,2.0%,5%<<≤σ。

6、MATLAB 软件仿真6．1 软件仿真部分设计要求1、参考文献【1】完成对电机的数学建模，拉普拉斯变换后得到系统的传递函数；2、带入表中的水箱液位系统参数，求出系统的开环传递函数；3、绘制出系统的开环传递函数的单位阶跃响应，分析系统的单位阶跃响应，得到相关性能指标；4、分步骤实现系统的PID 校正，分别进行比例控制（P ）校正，比例微分控制（PD ）校正，比例积分控制（PI ）校正和比例积分微分控制（PID ）校正；5、运用《自动控制原理》知识分析系统的性能特征，从阶跃响应性能指标，频域特性等角度分析系统校正前和校正后的性能；6、设计后的系统满足如下性能指标：s t s t s r 5.0,2.0%,5%<<≤σ；7、改变输入信号，将阶跃信号分别换成方波信号，信号的周期设置为4s ，幅值为5V 。

自控课程设计-液位控制系统

自控课程设计-液位控制系统1. 介绍液位控制系统是一种自动化控制系统，用于监测和控制液体的容器中的液位高度。

该系统包括液位传感器、控制器和执行器等基本部件，可以应用于诸多场合，如水处理、油田、化工等。

本文设计一套液位控制系统，并简述其原理、流程和实现方法。

2. 原理液位控制系统根据水位传感器的反馈信号，调整容器里的水泵或阀门的开关状态，以实现液位的控制。

通常，控制系统需要有两个目标水位，高水位和低水位，当水位超过高水位时，系统会自动关闭出水口；当水位小于低水位时，系统会自动开启水泵或阀门，将水源输送到容器中。

3. 流程液位控制系统主要有以下流程：（1）线性传感器检测液位传感器的信号，并将其转换成电信号。

（2）控制器通过比较检测到的电信号与预设的目标水位的大小，计算出控制执行器的操作信号。

（3）执行器接收来自控制器的操作信号，并将其转换为实际的控制信号，例如启动电机或控制阀门的打开和关闭。

（4）线性传感器检测水位的变化，并将其反馈给控制器以更新系统状态。

4. 实现方法液位控制系统的具体实现方法包括以下步骤：（1）搭建实验平台为了验证液位控制系统的可行性，需要先搭建一套实验平台。

实验平台包括一个容器（例如水箱）、一个水泵和一个阀门。

（2）安装液位传感器将液位传感器安装在容器中，连接线性传感器与控制器。

（3）预设目标水位根据实验平台的需求，设定高水位和低水位的位置。

（4）编写程序利用 Arduino IDE 编写程序，实现液位传感器与控制器的数据通信，以及控制执行器输出操作信号的任务，来完成对液位控制的控制。

（5）测试和调试经过程序的上传和调试，对实验平台进行测试，验证液位控制系统的可行性和优劣。

5. 结论液位控制系统是一种自动化控制系统，可以在水处理、化工等多种领域中得到广泛应用。

本文介绍了液位控制系统的原理、流程和实现方法，并且在实验平台上进行了验证和测试。

该系统具有简单、实用和可靠的特点，是实现液位自动控制的有力手段。

储水罐液位计算机控制系统设计

储水罐液位计算机控制系统设计概述：储水罐液位计算机控制系统是一种基于计算机技术和传感器技术的自动控制系统，用于对储水罐的液位进行检测和控制。

该系统通过连续监测储水罐液位，实时获取液位数据并对其进行处理和分析，然后根据设定的控制策略调节水泵的工作状态，实现对储水罐液位的控制和调节。

系统组成：1.液位传感器：系统中使用高精度的压力传感器或浮球传感器对储水罐液位进行测量。

传感器将液位信息转换为电信号，并传输给计算机系统。

2.控制器：该系统使用嵌入式控制器，如PLC（可编程逻辑控制器）或单片机，作为系统的控制核心。

控制器接收传感器传输的液位数据，并根据设定的控制策略进行处理，控制水泵的工作状态。

3.电控系统：系统还包括电控系统，用于控制水泵的启停。

电控系统接收控制器的信号，通过控制接触器或电磁阀等设备，控制水泵的运行。

4.电源系统：为了保证系统的稳定运行，需要提供可靠的电源系统。

可以使用市电供电，也可以使用备用电源作为系统的电源。

5.人机界面：为了方便用户对系统进行操作和监控，需要提供人机界面。

可以采用触摸屏、键盘显示器等设备，用于设置液位控制参数、监测液位变化和显示系统运行状态。

系统原理：1.数据获取：通过液位传感器对储水罐液位进行连续测量，并将测量数据传输给控制系统。

2.数据处理：控制器接收传感器传输的数据，进行数据处理和分析。

根据预设的液位控制策略，计算出水泵工作所需的液位值。

3.控制策略：根据系统要求，制定合理的控制策略。

可以根据目标液位设置一些液位值作为启动水泵的标准，当液位低于该标准值时，控制器发出启动信号，打开电控系统，使水泵开始运行，补充储水罐中的水。

当液位高于设定的停止水位时，控制器发出停止信号，关闭水泵，停止加水。

4.控制执行：电控系统接收控制器信号，根据信号的指示来控制水泵的启停。

当接收到启动信号时，电控系统打开相应的接触器或电磁阀，允许电能传递到水泵并启动。

当接收到停止信号时，电控系统关闭相应的接触器或电磁阀，切断电能传递，停止水泵的工作。