水塔液位控制系统课程设计
水塔液位检测及控制系统设计 课程设计
水塔液位检测及控制系统设计课程设计学校代码：10904机械工程测试技术课程设计水塔液位检测及控制系统设计姓名：岳耀波学号：201315310141指导教师：卢纪丽院系（部所）：机电工程学院专业：机械设计制造及其自化完成日期：2014年12月20日摘要水塔液位检测及控制系统利用LabVIEW软件自动检测并控制水塔的液位，通过传感器利用传感器及继电器获取水位信息，我们通过LabVIEW控制系统前面板了解情况。
整个系统采用模块化设计，能够顺利实现题目要求的各项功能。
测试结果符合题目要求,成功的实现了我们的设计目标。
【关键词】传感器；LabVIEW软件；继电器。
目录第一章课题背景 (1)第二章水位检测控制原理 (2)2.1 控制方案 (2)2.2 控制的实现 (3)2.2.1水位信号的获取 (3)2.2.2 信号的采集与输出转换 (3)2.2.3 LabVIEW功能要求 (3)2.2.4 信号输出与注、排水功能的实现 (4)第三章 LabVIEW控制程序的设计 (5)3.1 前面板介绍 (5)3.2 程序框图原理 (6)3.2.1 信号采集部分 (7)3.2.2 工作状态显示部分 (8)3.2.3 程序逻辑部分 (8)3.2.4 信号输出部分 (11)第四章硬件系统的选择及搭建 (12)4.1 硬件的选择 (12)4.1.1传感器的选择 (12)4.1.2 电机的选择 (14)4.1.3 电磁阀的选择 (15)4.1.4 继电器的选择 (15)4.1.5 信号采集卡的选择 (16)4.1.6 外部放大电路的制作 (16)4.2 硬件的连接 (17)第五章系统测试完善 (21)5.1 系统测试 (21)5.1.1手动水位控制调试 (21)5.1.2区间水位控制调试 (22)5.1.3精确水位控制调试 (24)5.2系统完善 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章课题背景水塔的应用十分广泛，现今存在的水塔液位控制主要有机械式、电气式、光电、电磁式等，这些控制虽能满足控制水位的要求，但是自动化程度都不够高，本设计系统利用LabVIEW软件自动检测并控制水塔的液位，操作人员只需在LabVIEW控制程序中设定好相关的参数即可实现对水塔液位系统的实时精确控制。
水塔水位单片机课程设计
水塔水位单片机课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的基本工作原理，掌握其编程方法。
2. 学习并掌握水位传感器的使用，了解其工作原理和特性。
3. 学习并掌握水塔水位监测系统的设计方法和实现过程。
技能目标：1. 能够运用单片机进行简单的程序编写，实现水塔水位的监测与控制。
2. 能够独立操作水位传感器，进行数据采集和处理。
3. 能够结合实际需求，设计出符合要求的水塔水位监测系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生动手实践、解决问题的能力，增强其对单片机及传感器技术的兴趣。
2. 培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力。
3. 增强学生的环保意识，使其认识到水资源监测的重要性。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力。
学生特点：具备一定的单片机知识基础，对传感器技术有一定了解，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生自主探究，关注学生在实践过程中的问题解决能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中，提高其综合素质。
二、教学内容1. 单片机基础：复习单片机的基本原理，重点掌握I/O口编程、中断处理、定时器等基本功能。
教材章节：《单片机原理与应用》第1-3章。
2. 水位传感器原理与使用：学习水位传感器的工作原理、特性及接线方式。
教材章节：《传感器与检测技术》第5章。
3. 水塔水位监测系统设计：a. 系统需求分析：明确监测系统的功能需求，如水位范围设定、报警等。
b. 硬件设计：选择合适的单片机、传感器、执行器等，完成系统硬件电路设计。
c. 软件设计：编写单片机程序，实现水位监测、数据处理和报警等功能。
教材章节：《单片机原理与应用》第4章、第6章，《传感器与检测技术》第6章。
4. 实践操作：分组进行水塔水位监测系统的搭建和调试，包括硬件连接、程序下载、功能测试等。
5. 课程总结：对所学内容进行总结，分析系统设计的优缺点，探讨改进措施。
水塔水位winccplc课程设计
水塔水位winccplc课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解WINCC与PLC在水塔水位监控系统中的应用和交互原理；2. 学生能掌握WINCC组态软件的基本操作，包括创建项目、配置变量、设计监控界面；3. 学生能了解PLC编程中与水塔水位控制相关的基本逻辑和指令。
技能目标：1. 学生能通过实践操作，完成WINCC与PLC的连接和通信设置；2. 学生能运用PLC编程实现对水塔水位的自动控制，包括启停水泵、报警等；3. 学生能运用WINCC设计出直观、易操作的水塔水位监控界面。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习过程中，培养对自动化控制技术的兴趣和热情；2. 学生通过小组合作，提高团队协作能力和解决问题的能力；3. 学生能认识到自动化技术在工业生产和日常生活中的重要性，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对PLC和WINCC有一定了解，但对实际应用中的复杂系统控制尚缺乏经验。
教学要求：教师需引导学生结合理论知识，注重实践操作，关注学生在操作过程中遇到的问题，及时给予指导和解答，以提高学生的实际应用能力。
同时，注重培养学生的团队协作能力和创新思维。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程案例中，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC基础知识：PLC的结构、工作原理、编程语言及指令系统；- WINCC基础知识：WINCC软件功能、组态过程、变量管理及监控界面设计。
2. 实践操作：- 水塔水位控制系统设计：根据水塔水位要求，设计PLC控制程序；- WINCC与PLC连接：配置WINCC与PLC通信参数，实现数据交换；- 监控界面设计：利用WINCC设计水塔水位监控界面，实现实时监控和报警功能。
3. 教学大纲：- 第一周：PLC基础知识学习，理解PLC在水塔水位控制系统中的作用；- 第二周：学习WINCC基础知识，掌握组态软件的基本操作；- 第三周：实践操作，分组进行水塔水位控制系统的设计与编程；- 第四周：调试与优化，完善水塔水位监控系统，进行成果展示。
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.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控制课程设计报告
河南机电高等专科学校水塔水位PLC控制课程设计报告1. 课程设计目的（1）利用PLC构成水塔水位（液位）控制系统。
（2）了解自动控制的工作原理及设备在日常生活中的应用。
2.课程设计题目和要求水塔水位的模拟控制情况如图所示。
（1）初始状态：水箱没有水，液位开关S断开（S为OFF）。
（2）控制要求：本装置上电后，按动启动按钮，电动阀Y通电（Y为ON），水箱开始注水；当水箱水位达到S4高度后，液位开关S4闭合（S4为ON），当水箱水位达到S3高度（水满）时，液位开关S3闭合（S3为ON），注水电动阀Y断电（Y为OFF），水箱停止注水；此后，随着水塔水泵抽水过程的进行，水箱液面逐渐降低，液位开关S3（S3=OFF）复位；随着抽水过程的继续进行，水箱液面继续降低，当液面低于开关S时，液位开关S4复位（S4为OFF），电动阀Y再次通电（Y为ON），水箱（自动）注水，当水位达到S时再次停止注水。
如此循环，使水箱水位保持在S3~S4之间。
当水箱水位高于S液位，并且水塔水位低于水塔最低允许液面开关S（液位开关S2为OFF）时，水泵电动机M开始运行，向水塔抽水；当液面达到最高液位开关S1时，水塔电动机M停止抽水（M为OFF）。
此循环控制使得水塔水位自动保持在S1~S2之间3.设计内容3.1、PLC的介绍可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC （ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器。
以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。
提出PLC概念的是美国通用汽车公司。
PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。
根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。
70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。
水塔水位plc课程设计
水塔水位plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理及其在水塔水位控制中的应用；2. 学生能够掌握水塔水位控制系统的设计流程，包括传感器的使用、PLC编程以及执行机构的控制；3. 学生能够解释水位控制中涉及到的物理概念，如液位、压力、浮力等，并与实际控制系统相结合。
技能目标：1. 学生能够操作PLC编程软件，设计并实现简单的水位控制程序；2. 学生能够运用问题解决策略，对水位控制系统进行调试和故障排除；3. 学生通过小组合作，能够协同完成一个综合性的水塔水位PLC控制项目。
情感态度价值观目标：1. 学生将培养对自动化控制技术的兴趣，认识到其在工业和日常生活中的重要性；2. 学生通过实践活动，培养创新意识和工程思维，增强解决实际问题的信心；3. 学生在小组合作中学会尊重他人意见，培养团队协作精神和责任感。
课程性质分析：本课程属于技术应用型课程，结合物理原理与工程技术，强调理论与实践的结合。
学生特点分析：考虑到学生处于高年级，具备一定的物理知识和逻辑思维能力，能够理解较为复杂的控制系统，并具备初步的PLC操作能力。
教学要求：课程需以学生为中心，采用项目驱动教学法，鼓励学生动手实践，通过实际操作达到知识的内化和技能的提升。
通过具体的学习成果分解，教师可以有效地进行教学设计和评估，确保学生在知识掌握、技能应用和情感态度价值观形成方面均能取得实质性进步。
二、教学内容1. PLC基础原理- PLC的结构与工作原理- 常见输入/输出设备的使用2. 水塔水位控制系统组成- 液位传感器的种类及原理- 执行机构（如水泵、阀门）的控制方法3. PLC编程技术- PLC编程语言（梯形图、指令列表等）- 水位控制程序设计步骤及技巧4. 系统调试与优化- PLC程序的下载与上传- 系统调试方法及故障排除5. 综合项目实践- 小组合作设计水塔水位控制项目- 项目实施与评价教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，确保科学性和系统性。
水塔水位控制系统课程设计报告
北京理工大学珠海学院课程设计课程设计（C）学院：信息学院专业班级：学号：学生姓名:指导教师：201 年月日北京理工大学珠海学院北京理工大学珠海学院课程设计任务书2011 ～2012 学年第 1 学期学生姓名：专业班级：自动化指导教师：工作部门：信息学院一、课程设计题目水塔水位控制系统二、课程设计内容：1、硬件设计（1）用80C51设计一个单片机最小控制系统。
其中P1.0接水位下限传感器，P1。
1接水位上限传感器,P1.2输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，P1.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P1.4输出经反相器后接蜂鸣器,当出现故障时报警.(2)用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。
其中A电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4。
7K下拉电阻接单片机的P1。
0口，C 电级置于水位的20CM处，经4。
7K下拉电阻接单片机的P1。
1口.（3）设计一个单片机至水泵的控制电路。
要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。
2、软件设计(1）根据功能要求画出控制程序流程图.（2)根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序.三、功能要求：1、水塔水位下降至下限水位时,启动水泵,水塔水位上升至上限水位则关闭水泵。
2、水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。
3、供水系统出现故障时，自动报警.四、调试1、在Kerl-uvision上单步调试,观察累加器寄存器存储器的运行之间是否正常。
2、将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真，检查程序工作是否正常.3、将模拟水塔、传感器、控制电路和水泵联成一个完整的系统，进行整机调试，观察系统工作是否正常。
摘要供水是一个关系国计民生的重要产业。
近年来随着科技的飞速发展，自动控制水位已经成为了这个领域的发展方向.本水塔水位控制系统是以80C51单片机为核心设计的系统，首先单片机循环采集传感器的信号并经过处理,然后再发出相应的控制信号，信号经过NPN三极管放大，以及光电耦合，最后使继电器吸合,达到弱电控制强电的效果,让电机运转或停止。
水塔水位控制系统课程设计.概要
课程设计说明书课程名称: 电气控制PLC课程设计课程代码:题目: 水塔水位控制系统设计学生姓名: 学号: 年级/专业/班: 2012级机电1班学院(直属系): 指导教师:课程设计指导教师成绩评定标准及成绩评定表学生姓名：学号：年级/班：所属学院(直属系)：所在专业：项目分值优秀(100≥x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)评分学习态度15学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度技术水平与实际能力25设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题论文(计算书、图纸)撰写质量60结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰成绩评定：指导教师签名：年月日电气控制PLC课程设计任务书学院名称：应用技术学院专业：机电一体化技术年级：2012级水塔水位控制系统设计一、选题背景及题目来源实际模拟项目，可在天科TKPLC-A实验装置水塔水位控制区完成本实验。
课程设计-单片机水塔水位控制
目录第一章系统整体设计说明 (1)第二章整体设计方案 (2)第三章设计系统方框图与工作原理 (3)3.1工作原理： (3)3.2系统结构框图: (4)第四章硬件设计及说明 (5)4.1硬件设计说明: (5)4.2水位控制硬件设计： (5)4.3故障及水质监测硬件设计： (6)4.4 水位显示硬件设计原理图： (7)第五章软件设计与说明（包括流程图） (8)5.1 软件设计： (8)5.2 软件设计流程图： (10)第六章调试步骤、使用说明 (11)第七章设计总结 (13)参考文献 ..................................................... 错误！未定义书签。
附录. (14)第一章系统整体设计说明现代传感技术、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，智能检测系统正发挥着越来越大的作用。
检测设备就像神经和感官，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有力工具。
现代的广义智能检测系统应包括一切以计算机（单片机、PC机、工控机、系统机）为信息处理核心的检测设备。
因此，智能检测系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环节。
从某种程度上来说，智能检测系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。
本课题研究的内容是“水塔水位控制系统”。
水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，而以往水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。
然后主控室再开动电机进行给排水。
很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。
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，我所设计的就是这方面的课题。
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。
水塔水位控制系统课程设计.概要
课程设计说明书课程名称: 电气控制PLC课程设计课程代码:题目: 水塔水位控制系统设计学生姓名: 学号: 年级/专业/班: 2012级机电1班学院(直属系): 指导教师:课程设计指导教师成绩评定标准及成绩评定表学生姓名：学号：年级/班：所属学院(直属系)：所在专业：项目分值优秀(100≥x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)评分学习态度15学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度技术水平与实际能力25设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题论文(计算书、图纸)撰写质量60结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰成绩评定：指导教师签名：年月日电气控制PLC课程设计任务书学院名称：应用技术学院专业：机电一体化技术年级：2012级水塔水位控制系统设计一、选题背景及题目来源实际模拟项目，可在天科TKPLC-A实验装置水塔水位控制区完成本实验。
555水塔水位课程设计
555水塔水位课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解555水塔水位原理，掌握水位高低判断的基本方法。
2. 学生能运用物理知识解释555水塔的工作原理，理解水位传感器的作用。
3. 学生了解水位监控系统在生活中的应用，如水利工程、污水处理等。
技能目标：1. 学生能通过实际操作，学会使用555定时器搭建水位监测电路。
2. 学生具备分析水位监测电路故障的能力，并能提出合理的解决方案。
3. 学生能运用所学的知识，设计简单的水位监控系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的兴趣，激发他们探索科学奥秘的热情。
2. 学生通过实践活动，培养动手能力、团队协作能力和解决问题的能力。
3. 增强学生的环保意识，认识到水资源的重要性，树立节约用水的观念。
课程性质：本课程为物理学科实践教学课程，以学生动手实践为主，注重知识的应用与创新能力培养。
学生特点：五年级学生具备一定的物理知识基础，好奇心强，喜欢动手操作，但注意力集中时间较短。
教学要求：教师应结合学生特点，设计富有启发性的实践活动，引导学生主动探究，注重培养学生的动手能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导。
通过课程目标的分解，确保学生能够达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本节教学内容主要包括以下三个方面：1. 555水塔水位原理：讲解555定时器的工作原理，引导学生理解水位传感器如何将水位高低转化为电信号，进而控制555定时器输出高低电平。
- 教材章节：第五章《电子电路》第三节《555定时器及其应用》- 内容安排：通过图示和实物展示，让学生直观地了解555定时器的内部结构和水位传感器的工作原理。
2. 水位监测电路搭建与调试：指导学生动手搭建555水塔水位监测电路，学会使用仪器和工具，并能对电路进行调试。
- 教材章节：第五章《电子电路》第四节《电路的搭建与调试》- 内容安排：学生分组进行实践活动，教师巡回指导，解答学生在操作过程中遇到的问题。
水塔水位控制系统可编程控制器技术 课程设计
目录第1章课程设计目的与要求 (1)1.1 课程设计目的 (1)1.2 课程设计的实验环境 (1)1.3 课程设计的预备知识 (2)1.4 课程设计要求 (3)第2章课程设计内容 (3)2.1系统分析与I/O分配................................................................................................2.2系统电路图设计........................................................................................................2.3 软件程序设计........................................................................................................... 第3章课程设计的考核..................................................................................................3.1 课程设计的考核要求...............................................................................................3.2 课程性质与学分....................................................................................................... 参考文献 ................................................................................................................................第1章课程设计目的与要求1.1 课程设计目的本课程的课程设计实际是楼宇智能化专业学生学习完《电气控制设备》《传感器与数据采集》《可编程控制器技术》等课程后，进行的一次全面的综合训练，其目的在于加深对PLC控制系统开发与设计的基本方法的掌握。
水塔水位控制系统电子课程设计全文
目录第一章引言 (2)第二章方案提出 (4)第三章电路的基本组成和工作原理 (6)第一节电源电路 (6)第二节水位检测电路 (7)第三节电阻开关电路和显示电路 (8)第四章水塔水位电路的介绍图 (9)第五章水塔水位电路的仿真 (12)第六章器件清单 (16)第七章总结 (17)参考文献及附录 (18)第一章引言1、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。
而且成本低，安装方便，经过多次实验证明，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。
水塔水位控制系统采用交流电压检测水位，水位低于下限B点水位时，水泵抽水，水位达到最高水位线A时，水泵停止抽水，水位降低到最低水位线B以下时，恢复运行抽水。
从而实现自动控制。
2、研究的意义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。
我的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。
3、主要内容及要求本次课程设计要求设计一个简易的水塔水位控制电路，该系统具有水位上下限手动控制、电机运转指示等功能.使用过程中，可以手动选择一组上、下限的水位组合，低于下限两个电机同时运转；水位在上、下限之间，一个电机运转；高于上限，两个电机都停止运转，电路还设计了防止上、下限出现跳闸现象的功能。
随着科技的发展人们对水位控制的需求越来越多，它不仅要具有控制水位的功能，而且要能自动控制，从而能解放人力，在不需要人为控制的同时它还要能够调节控制水位的范围，我设计的这个电路由电源电路，水位监测电路，水位范围测量电路，水泵开关电路和显示电路组成。
简易水塔水位控制 课程设计
目录1 概述 (1)1.1方案的提出 (1)2 系统总体方案设计 (2)2.1系统的组成框图 (2)2.2 各单元电路的工作原理 (2)2.2.1 电源电路 (2)2.2.2 水位监测和水位范围测量电路 (3)3 主要元器件的工作原理及参数 (7)3.1 元器件的工作原理及参数 (7)3.1.1 变压器 (7)3.1.2 桥式整流电路 (7)3.1.3 三端稳压器 (8)3.1.4 继电器 (8)3.1.5 555定时器 (8)结论与展望 (10)参考文献 (11)附录1 电路原理总图 (12)附录2 元器件清单 (13)1概述1.1方案的提出该方案电源电路采用电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换成直流5V电压。
稳压电路由三端稳压器实现，用它来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路非常简单，且安全可靠。
水位测量和水位监测电路主要有电阻型水压传感器和迟滞比较器组成。
电阻型水压传感器是最典型也是最简单的一种压力传感器。
迟滞比较器不仅可以测量水位的范围，还可以防止跳闸现象的出现，并且通过可变电阻实现了手动调节水位范围的功能。
水泵开关电路和显示电路主要由电流放大电路和继电器组成，是一种比较典型的和简单的电路。
用发光二极管构成显示电路更容易观察水泵工作情况。
综上所述，此方案电路图构成简单易懂，元器件的价格便宜，性能较稳定，操作简单，且有经济前景。
2 系统总体方案设计2.1系统的组成框图图2-1 建议水塔水位控制电路的总体框图水位自动控制组成款图2-1所示，由电源电路给各个电路提供直流电源，通过检测电路对水塔水位及范围的测量，产生不同的电位通过由555定时器组成的单稳可重复触发电路控制电路，控制继电器的工作状态，从而实现对水泵工作状态的自动控制，并由红绿发光二极管显示水泵的工作状态。
2.2 各单元电路的工作原理该电路能够检测出水塔的水位，并且能够在不同的水位下通过两个水泵控制。
水塔水位plc课程设计
水塔水位plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基础知识，掌握其工作原理及在水塔水位控制系统中的应用；2. 学习并掌握水塔水位控制系统的组成、功能及运行过程；3. 掌握使用PLC进行水塔水位控制程序的编写和调试。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计出符合实际需求的水塔水位PLC控制系统；2. 培养学生动手操作、团队协作和解决问题的能力，提高学生的工程实践技能；3. 培养学生通过PLC编程实现对水塔水位进行自动化控制的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化控制技术的兴趣，提高学生的学习热情；2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度，增强学生对工程实践的认识；3. 培养学生关注环境保护，认识到自动化技术在节能环保方面的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，着重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的PLC基础知识，具有较强的学习兴趣和动手欲望，喜欢探索新知识，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践操作环节，引导学生主动参与，提高学生的综合能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC基础知识：工作原理、结构组成、功能特点；- 水塔水位控制系统：系统组成、工作原理、控制需求；- PLC编程语言：指令系统、编程技巧、程序调试。
2. 实践操作：- 水塔水位PLC控制系统的设计：硬件选型、系统搭建、程序编写；- PLC编程软件的使用：软件操作、程序下载、调试与优化；- 实际案例分析与操作：分析水塔水位控制案例，进行实际操作，体验系统运行过程。
3. 教学大纲：- 第一阶段：PLC基础知识学习，使学生了解PLC的工作原理、结构组成及功能特点；- 第二阶段：水塔水位控制系统理论学习，使学生掌握系统组成、工作原理及控制需求；- 第三阶段：PLC编程语言学习，培养学生具备编程能力；- 第四阶段：实践操作，使学生能够独立设计并实现水塔水位PLC控制系统。
水塔水位控制器课程设计
水塔水位控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解水塔水位控制器的基本原理，掌握水位控制的相关概念；2. 使学生掌握水位控制器的设计思路和步骤，了解其组成部分及功能；3. 帮助学生掌握水位控制器的调试方法，了解在实际应用中的注意事项。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单的水塔水位控制器的能力；2. 提高学生动手实践能力，能够独立完成水位控制器的组装和调试；3. 培养学生团队协作能力，能够与他人共同分析问题、解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水资源管理重要性的认识，增强环保意识；2. 激发学生探究科学的兴趣，培养创新精神和实践能力；3. 培养学生面对问题积极思考、勇于克服困难的态度。
课程性质：本课程属于实践活动课程，注重理论联系实际，强调动手实践能力的培养。
学生特点：本课程面向初中年级学生，学生具备一定的物理知识基础，对实践活动有较高的兴趣。
教学要求：教师需引导学生结合课本知识，注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与讨论和实践活动，提高学生的实际操作能力。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的达成。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高解决问题的能力。
二、教学内容1. 理论知识：- 水塔水位控制器的基本原理；- 液位传感器、控制单元、执行器等组成部分及其功能；- 水位控制器的分类及适用场景。
2. 实践操作：- 水塔水位控制器的设计思路和步骤；- 水位控制器的组装方法及调试技巧；- 水位控制器的故障排查及维护。
3. 教学大纲：- 第一课时：介绍水位控制器的基本原理及组成部分，让学生了解课程内容；- 第二课时：详细讲解水位控制器的设计思路和步骤，引导学生动手设计；- 第三课时：分组进行水位控制器的组装和调试，培养学生的动手实践能力；- 第四课时：针对实践中遇到的问题进行讨论和解决，提高学生的问题分析能力；- 第五课时：进行课程总结，巩固所学知识，激发学生对科学探究的兴趣。
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水塔液位控制系统课程设计集美大学机制专业课程设计论文（机电方向）基于FX1N– 60MR可编程控制器的水塔液位控制系统专业：机械设计制造及其自动化（09级）姓名：陈剑民班级：机械0995（机电方向）学号：2009934139指导教师：弓清忠雷慧集美大学机械专业（机电方向）课程设计任务书姓名：陈剑民院（系）：集美大学诚毅学院专业：机械工程及其自动化班级学号：机械0995班2009934151任务起至日期：2012 年12 月 3 日至2012 年12 月21 日课程设计题目：基于FX1N– 60MR可编程控制器的自动售货机控制系统立题的目的和意义：现代制造业要求生产设备和自动化生产线的控制系统必须具备极高的可靠性和灵活性，可编程控制器正是顺应这一要求出现的。
它已经成为当代工业自动化的三大支柱之一。
《可编程控制器原理及其应用》课程是培养学生具有机电一体化设计能力的技术基础课，其专业课程设计是本课程的重要实践环节，是本专业方向第一次较全面的设计训练。
专业课程设计要达到的如下主要目的：1）培养学生综合运用本课程及其它有关先修课程的知识，去分析、解决实际工程问题的能力，深化、扩展本课程的理论知识；2）能够对原有的继电器接触控制系统进行改造和设计新的控制系统；3）使学生掌握可编程控制器系统设计的一般方法和步骤，培养学生独立的工程设计能力，树立正确的设计思想，为今后工作打下良好的本专业工程基础。
通过绘制完整的电器原理图，端子接线图，控制流程图，编制相应程序，进行系统调试等环节，掌握PLC系统软、硬件设计方法，了解这项技术的最新发展动态，熟悉国家标准，培养学生的基本技能，从而为接下来的毕业设计打下良好的基础和知识积累。
技术要求与主要内容：PLC系统课程设计的一般过程是：从初拟设计方案开始，分析设计电路图，控制流程，并编制相应的指令程序，然后进行必要的实践环节对所设计系统进行调试和正确性检验，最后，编制详细、统一格式的技术文件。
1）绘制输入输出端子图，主电路控制图以及程序流程图、控制梯形图、状态转移图等；2）根据前述控制分析，并绘出过程时序图；3）按控制系统设计图接线，并进行系统调试及问题分析；4）编写技术文件。
进度安排：1．第一周周一：开题阶段，动员、布置任务。
根据题目查阅相关的资料（包括：图书资料和网上资料等），初步规划设计内容和步骤。
周四：进入方案设计阶段，初步确定设计方案。
这一阶段针对课题本身答疑，不检查程序。
2．第二周周一：1）绘制输入输出端子图，主电路控制图以及程序流程图、控制梯形图、状态转移图等；2）根据上述控制分析，编制相应指令程序。
周四：内容同上。
这一阶段针对编程中个别问题答疑，不检查程序。
3. 第三周周一：去电工实验室调试程序。
周四：检查论文电子档，包括内容及格式。
周五：收设计报告，进行答辩。
第三周的某一天进行现场实习，以提高感性认识：①到集美大学现代设计与制造技术中心参观、分析柔性制造系统的PLC系统运用。
②参观机械工程学院实验室。
同组设计者及分工：蔡敏龙——侧重系统的理论研究陈剑民——侧重实践过程及控制答辩前成果检查的教师意见：年月日目录第一章绪论 (5)1.1PLC简介 (5)1.2水塔液位控制系统简介 (9)第二章控制系统设计 (10)2.1 设计题目及方案分析 (10)2.2控制流程图 (11)2.3主电路控制图 (12)2.4 I/O (13)2.5梯形图 (15)2.6指令表 (17)第三章系统调试 (18)3.1调试过程 (18)3.2出现问题及解决方法 (18)结论 (19)致谢语 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1PLC简介可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。
计算机在操作系统、应用软件、通行能力上的飞速发展，大大加强了可编程控制器通信能力，丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧，增强了PLC过程控制能力。
因此，无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制，都可以采用可编程控制器，推广和普及可编程控制器的使用技术，对提高我国工业自动化生产及生产效率都有十分重要的意义。
可编程控制器(Programmable Controller)也可称逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC。
为了与个人电脑（也简称PC）相混淆通常将可编程控制器称为PLC。
可编程控制器的产生和继电器—接触器控制系统有很大的关系。
继电器—接触器控制已经有伤百年的历史，它是一种弱电信号控制强电信号的电磁开关，具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的有优点。
对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常使用，至今仍有广泛的用途。
但是当工作模式改变时，就必须改变系统的硬件接线，控制柜中的物件以及接线都要作相应的变动，改造工期长、费用高，用户宁愿扔掉旧控制柜，另做一个新控制柜使用，阻碍了产品更新换代。
随着工业生产的迅速发展，市场竞争的激烈，产品更新换代的周期日益缩短，工业生产从大批量、少品种，向小批量、多品种转换，继电器—接触器控制难以满足市场要求，此问题首先被美国通用汽车公司（GM公司）提了出来。
通用汽车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品多样性的需求，公开对外招标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器—接触器控制。
其对新装置性能提出的要求就是著名的GM10条，即:1. 编程方便，现场可修改程序；2. 维修方便，采用模块化结构；3. 可靠性高于继电器控制装置；4. 体积小于继电器控制装置；5. 数据可直接送入管理计算机；6. 成本可与继电器控制装置竞争；7. 输入可以是交流115V；8. 输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9. 在扩展时，原系统只要很小变更；10. 用户程序存储器容量至少能扩展到4K。
这十项指标就是现代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普通计算机，它与有关的外部设备，按照“易于与工业控制系统连成一体”和“便于扩充功能”的原则来设计。
用可编程控制器代替了继电器—接触器的控制，实现了逻辑控制功能，并且具有计算机功能灵活、通用性等有点，用程序代替硬接线，并且具有计算机功能灵活、通用性能强等优点，用程序代替硬接线，减少了重新设计，重新接线的工作，此种控制器借鉴计算机的高级语言，利用面向控制过程，面向问题的“自然语言”编程，其标志性语言是极易为IT电器人员掌握的梯形图语言，使得部熟悉计算机的人也能方便地使用。
这样，工作人员不必在变成上发费大量地精力，只需集中精力区考虑如何操作并发挥改装置地功能即可，输入、输出电平与市电接口，市控制系统可方便地在需要地地方运行。
所以，可编程控制器广泛地应用于各工业领域。
1969年，第一台可编程控制器PDP—14由美国数字设备公司（DEC）制作成功，并在GM公司汽车生产线上使用取得良好的效果，可编程控制器由此诞生，在控制领域内产生了历史性革命。
PLC问世时间不长，但是随着微处理器的发展，大规模、超大规模集成电路不断出现，数据通信技术不断进步，PLC迅速发展。
PLC进入九十年代后，工业控制领域几乎全被PLC占领。
国外专家预言，PLC技术将在工业自动化的三大支柱（PLC、机器人和CAC/CAM）种跃居首位。
我国在八十年代初才开始使用PLC，目前从国外应进的PLC 使用较为普遍的由日本OMRON公司C系列、三菱公司F系列、灭国GE公司GE系列和德国西门子公司S系列等。
PLC实质是一种专用于工业控制计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，中央处理单元(CPU)，如图1所示。
图1PLC具有（一）高可靠性1. 所有的I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离2. 各输入端均采用R-C 滤波器其滤波时间常数一般为10~20ms.3. 各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰4. 采用性能优良的开关电源5. 对采用的器件进行严格的筛选6. 良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大7. 大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高(二) 丰富的I/O 接口模块1. PLC针对不同的工业现场信号如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。
2. 有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀。
3. 直接连接另外为了提高操作性能它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。
(三) 采用模块化结构为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外，绝大多数PLC 均采用模块化结构，PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
(四) 编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
(五) 安装简单维修方便PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障，由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。
1.2水塔液位控制系统简介水塔水位自动控制器，包括接于电源的继电器、三极管以及一端设于水塔内的导线，在所述电源的一端接于三极管的e极，而b极由导线接于水塔的近低部，三极管的c极串经继电器的线圈与电源的另一端相接；同时，设于水塔高水位的导线的另一端也并接于c极，而设于水塔低水位的导线的另一端串经继电器J 的常开触头也并接于c极；继电器J的常闭触头串接在水泵的控制回路上。
检测电路有电阻串联探针，探针下端为低水位控制点，电阻上面为高水位控制点，控制电路两分压电阻串联的连接点经电阻连接控制集成块，控制集成块的输出脚连接三极管的基极，三极管连接继电器，检测电路的电阻连接两分压电阻的连接点。
具有结构简单，使用寿命长，可靠性高，操作维修方便，经济实用的优点第二章控制系统设计2.1 设计题目及方案分析– 60MR可编程控制器的水塔液位控制系统，如图22.11题目：基于FX1N控制要求：如图所示，S1~S4为液位传感器，液位淹没时接通。
系统控制要求如下：当水池液位低于S4时，电磁阀Y打开进水，当液位升至S3时，电磁阀关闭停止进水；此时，若水塔液位低于S2，则电动机M开始运转抽水，当水塔液位升至S1时，电动机M停止运转。