液位控制系统设计
精馏塔回流罐液位控制系统设计
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精馏塔回流罐液位控制系统设计
系统结构设计:
精馏塔回流罐液位控制系统的结构设计通常包括液位传感器、液位控
制器、执行器以及控制回路。
其中,液位传感器用于实时测量液位,并将
测量值传输给液位控制器;液位控制器通过对接收到的液位信号进行处理,并输出控制信号给执行器,以调节回流液流入罐内的流量。
传感器选择:
在液位传感器的选择上,可以考虑使用压力传感器、雷达传感器、超
声波传感器等。
不同的传感器具有不同的测量原理和特性,选择合适的传
感器需要考虑到系统的要求,例如精度、可靠性、响应速度等。
液位控制器选择:
液位控制器的选择可以根据控制要求和技术特性进行。
常见的液位控
制器包括PID控制器、模糊控制器、自适应控制器等。
选择合适的液位控
制器需要考虑到系统的动态性能、抗干扰能力、稳态误差等因素。
控制策略设计:
控制参数调整:
控制参数调整是液位控制系统设计中一个重要的环节。
通过对液位控
制器的参数进行调整,可以提高系统的响应速度、稳定性和抗干扰能力。
常用的方法包括试验法、数学建模法、自整定法等。
系统性能评估:
对于设计好的精馏塔回流罐液位控制系统,需要进行系统性能评估。
评估指标通常包括系统的稳态误差、调节时间、超调量等。
通过对系统性能的评估,可以判断设计的优劣,并进行优化改进。
总结:
精馏塔回流罐液位控制系统设计是一个综合性的工程项目,需要考虑多个因素的综合影响。
通过合理的系统结构设计、传感器选择、液位控制器选择、控制策略设计、参数调整和系统性能评估,可以设计出一个性能优良的精馏塔回流罐液位控制系统。
基于PLC的液位控制系统设计
![基于PLC的液位控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/a1b2d49377a20029bd64783e0912a21614797f24.png)
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
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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](https://img.taocdn.com/s3/m/ebe94803a9956bec0975f46527d3240c8447a103.png)
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。
基于PLC的液位控制系统设计
![基于PLC的液位控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/b4dc785254270722192e453610661ed9ac51554f.png)
基于PLC的液位控制系统设计液位控制系统是一种自动控制系统,用于控制液体在容器中的液位。
PLC(可编程逻辑控制器)被广泛应用于液位控制系统中,因为它具有可编程性、易于安装和维护以及可靠性高的特点。
在本文中,我们将基于PLC设计一个液位控制系统。
首先,我们需要选择适合的PLC设备。
根据液位控制系统的规模和需求,我们可以选择不同型号和品牌的PLC,例如西门子、施耐德等。
一个PLC系统通常包括CPU、输入和输出模块、通信模块等组成部分。
根据液位控制系统的需求,我们可以选择适当的输入和输出模块来连接传感器和执行器。
接下来,我们将设计液位传感器和执行器的布置。
液位传感器用于检测液位的高度,并将信号传输给PLC系统。
常用的液位传感器包括浮球传感器、压力传感器等。
根据液位控制系统的需求,我们可以将传感器布置在不同的位置和高度。
执行器用于控制液位,例如开关泵来增加液位或者打开泄水阀来降低液位。
然后,我们需要设计PLC的逻辑控制程序。
PLC的逻辑控制程序决定了液位控制系统的工作方式。
我们可以使用PLC编程语言(如ladder diagram)来编写逻辑控制程序。
在程序中,我们可以定义液位的上下限,并根据实际液位与设定值之间的偏差来控制执行器的开关状态。
例如,当液位低于设定值时,PLC会启动泵来增加液位;当液位高于设定值时,PLC会打开泄水阀来降低液位。
最后,我们需要测试和调试液位控制系统。
在测试过程中,我们可以使用仿真工具来模拟真实情况,并验证PLC的逻辑控制程序是否正确。
如果发现问题,我们可以对逻辑控制程序进行修改或优化。
一旦测试通过,我们就可以将液位控制系统部署到实际环境中,并进行调试。
在调试过程中,我们需要确保PLC系统能够稳定地控制液位,并及时响应外部输入和输出信号。
总结起来,基于PLC的液位控制系统设计包括选择PLC设备、设计液位传感器和执行器布置、编写逻辑控制程序以及测试和调试系统等步骤。
通过合理设计和调试,PLC可以有效地控制液位,提高系统的自动化程度和稳定性。
基于PID的液位控制系统的设计与实现
![基于PID的液位控制系统的设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/773e8712ac02de80d4d8d15abe23482fb4da02e7.png)
基于PID的液位控制系统的设计与实现液位控制系统是工业生产过程中常用的控制技术之一、PID(比例-积分-微分)控制器是一种经典的控制算法,可以有效地实现液位控制。
本文将设计和实现基于PID的液位控制系统。
液位控制系统一般由传感器、执行器和控制器组成。
传感器用于测量液位高度,执行器用于调节液位,而控制器则根据测量值和设定值之间的差异来控制执行器的运动。
在这个过程中,PID控制器起到关键的作用。
首先,我们需要设计传感器来测量液位高度。
常见的液位传感器有浮子式、压力式和电容式传感器。
根据实际应用需求,选择适合的传感器。
传感器的输出值将作为反馈信号输入到PID控制器中。
其次,我们需要选择合适的执行器来调节液位。
根据液位的控制需求,可以选择阀门、泵等执行器。
这些执行器的动作是由PID控制器输出的控制信号来控制的。
接下来,我们将重点介绍PID控制器的设计和实现。
PID控制器由比例、积分和微分三个部分组成。
比例部分输出和误差成正比,积分部分输出和误差的累积和成正比,微分部分输出和误差的变化率成正比。
PID控制器的公式为:输出=Kp*错误+Ki*积分误差+Kd*微分误差其中,Kp、Ki、Kd是PID控制器的三个参数。
这些参数的选择对于系统的稳定性和响应速度有重要影响。
参数的选择需要通过实验和调试来确定。
在PID控制器的实现中,有两种常用的方式:模拟PID和数字PID。
模拟PID控制器基于模拟电路实现,适用于一些低要求的应用场景。
数字PID控制器基于微处理器或单片机实现,适用于更复杂的控制场景。
在具体的实现中,我们需要先进行系统建模和参数调整。
系统建模是将液位控制系统转化为数学模型,以便进行分析和设计。
常见的建模方法有传递函数法和状态空间法。
参数调整是通过实验和仿真等手段来确定PID控制器的参数。
接下来,根据建模和参数调整的结果,我们可以进行PID控制器的实际设计和实现。
在设计过程中,需要注意选择合适的控制算法和调试方法,以保证系统的稳定性和性能。
水箱液位控制系统设计设计
![水箱液位控制系统设计设计](https://img.taocdn.com/s3/m/c8a351f6c67da26925c52cc58bd63186bceb92fc.png)
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」](https://img.taocdn.com/s3/m/94a4d47d0812a21614791711cc7931b764ce7b52.png)
「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。
单容水箱液位控制系统的设计
![单容水箱液位控制系统的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/7526ca7711661ed9ad51f01dc281e53a58025118.png)
单容水箱液位控制系统的设计水箱液位控制系统是指利用传感器等技术手段实时监测水箱液位,并通过控制装置调节供水和排水流量,使水箱的液位保持在设定的范围内的系统。
1.系统组成(1)传感器:负责实时监测水箱液位,常用的传感器有浮球传感器、电阻传感器、超声波传感器等。
传感器要具有高精度、稳定性好、可靠性高等特点。
(2)控制装置:根据传感器反馈的液位信号,控制水泵或排水装置,调节供水和排水流量,使水箱液位保持在设定的范围内。
控制装置可以采用微控制器、PLC等。
(3)供水装置:负责向水箱供水,可以是普通水泵、恒压供水设备等。
供水装置的选型要考虑流量、扬程等参数。
(4)排水装置:负责将多余的水排出水箱,可以是排水泵、电磁阀等。
排水装置的选型要考虑排水能力、响应时间等参数。
(5)控制面板:提供操作和显示功能,用于设定液位控制的参数和实时显示液位情况。
2.系统原理(1)运行原理:系统根据设定的最低液位和最高液位,当液位低于最低液位时,控制装置开启供水装置;当液位高于最高液位时,控制装置开启排水装置。
当液位处于最低液位和最高液位之间时,控制装置停止供水和排水装置。
(2)至空调和给排水系统的作用:当液位低于最低液位时,系统将启动供水装置,为空调系统提供水源;当液位高于最高液位时,系统将启动排水装置,将多余的水排出,保证水箱不溢出。
3.系统设计要点(1)传感器的选择:根据实际情况选择不同类型的传感器。
传感器的安装位置要合理,避免水箱漏水或传感器受到污染。
(2)控制装置的设计:根据传感器反馈的液位信号,计算控制装置的输出信号,控制供水和排水装置的运行。
要考虑控制装置的响应时间、动作准确性等参数。
(3)供水装置和排水装置的选型:选型要根据水箱的容量和液位控制需求确定。
要考虑流量、扬程、动力源等因素。
(4)安全保护措施:系统应具备过液位保护、过流量保护、电源故障保护等功能,确保系统的安全可靠性。
(5)控制面板的设计:控制面板应具有操作简便、参数设定方便、实时显示液位等功能。
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计
![基于MCGS组态编程的液位控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/28a9746e4a73f242336c1eb91a37f111f0850d4b.png)
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计液位控制系统是一种用于监测和控制液体在容器中的水平高度的技术。
在工业领域中,液位控制系统被广泛应用于仓储、化工、石油、生物工程等领域。
随着MCGS(Master Control & Graphic System)组态编程技术的发展,液位控制系统的设计变得更加简单和灵活。
液位控制系统一般由传感器、控制器、执行器等组成。
传感器可以监测液位的变化,并将信号传输给控制器。
控制器根据传感器的信号来判断液位的高低,并通过执行器来实现对液位的控制。
在MCGS组态编程的液位控制系统设计中,首先需要进行硬件的连接和配置。
将传感器、控制器和执行器按照系统要求连接起来,并在MCGS软件中对其进行配置和初始化。
该步骤通常需要一定的硬件和软件知识。
接下来,需要在MCGS软件中进行系统界面的设计。
通过MCGS的图形化界面设计工具,可以轻松地创建系统的监控界面。
在液位控制系统中,可以设计一个仪表盘,显示当前液位的数值和状态。
同时,还可以设计一个趋势图,记录液位的历史变化。
通过这些界面,操作员可以直观地了解液位的实时情况。
在系统界面设计完成后,接下来需要进行程序的编写。
MCGS提供了丰富的编程功能,可以通过简单的拖拽和连接来实现各种逻辑控制。
在液位控制系统中,可以根据液位传感器的信号来判断液位的高低,并根据设定的阈值来控制执行器的动作。
例如,当液位超过高阈值时,执行器关闭进水阀门;当液位低于低阈值时,执行器打开排水阀门。
通过这样的逻辑控制,可以实现对液位的稳定控制。
在实际应用中,液位控制系统不仅要求准确可靠,还需要具备一定的安全性。
因此,在设计过程中,需要考虑到各种故障和异常情况的处理。
例如,当传感器故障时,控制器应能够发出警报并采取相应的控制措施;当执行器故障时,控制器应能够及时检测到并进行报警。
总之,基于MCGS组态编程的液位控制系统设计,可以使系统的设计和调试更加简单和灵活。
液位自动控制系统设计
![液位自动控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/c9869d59a9114431b90d6c85ec3a87c240288a9f.png)
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。
单容水箱液位控制系统设计
![单容水箱液位控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/119c81a94bfe04a1b0717fd5360cba1aa9118c47.png)
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。
液位控制系统设计
![液位控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/7191f9860408763231126edb6f1aff00bed5703f.png)
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。
基于PLC的液位控制系统设计设计
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基于PLC的液位控制系统设计设计一、设计背景:液位控制系统是工业自动化领域中常见的一种工艺控制系统,用于控制容器内液体的液位。
液位控制系统在化工、冶金、电力、制药等行业中广泛应用,对于保证生产过程中液位的稳定和控制具有重要意义。
基于PLC的液位控制系统可以实现对液位的精确控制和自动化操作,提高生产效率和产品质量。
二、设计原理:三、系统组成:1.传感器:用于检测容器内液体的液位变化,并将液位信号转换为电信号,传输给PLC;2.信号处理模块:对传感器传输过来的信号进行调理和处理,将处理后的信号传输给PLC;3.PLC:作为控制核心,接收信号处理模块传输过来的信号,并根据事先设定的控制策略进行逻辑控制;4.执行机构:根据PLC控制信号对容器内液体进行加输或排泄操作,以控制液位的变化;5.人机界面:通过触摸屏或键盘等控制输入设备,实时监控和调整液位控制系统的参数,以及实施手动控制。
四、设计步骤:1.确定液位控制系统的控制目标和要求:根据具体的应用场景,确定液位的目标值、控制精度、稳定性要求等;2.选择合适的传感器:根据液体的性质和工业环境,选择适合的液位传感器,如浮子式液位传感器、压力式液位传感器等;3.确定信号处理模块:根据传感器输出的信号特点,确定合适的信号处理模块,对传感器信号进行调理和处理,以适应PLC输入信号的要求;4.PLC逻辑控制程序设计:根据液位控制系统的控制目标和要求,设计PLC的逻辑控制程序,包括液位目标设定、控制策略、输出控制信号等;5.确定执行机构:根据液体的加输或排泄要求,选择适当的执行机构,如电动阀门、气动阀门等;6.进行系统的连接和调试:将传感器、信号处理模块、PLC、执行机构按照设计要求进行连接,并进行系统的调试和测试,确保系统的功能正常;7.人机界面设计和实施:根据液位控制系统的需要,设计合适的人机界面,以实现参数设置、控制操作、故障诊断等功能。
五、优势与应用:1.精度高:PLC控制系统可以实现对液位的精确控制,提高控制精度和稳定性;2.自动化程度高:PLC可以根据设定的控制策略进行自动化控制操作,减少人工操作,提高生产效率;3.可靠性强:PLC控制系统具有较强的抗干扰能力,能够稳定运行,并且具有自动故障诊断功能,便于维护和排除故障;4.灵活性好:PLC控制系统可以根据实际需求进行灵活配置和调整,适应不同的液位控制要求。
水箱液位控制系统的设计
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水箱液位控制系统的设计首先,我们需要选择适合的传感器来测量水箱中的液位。
常用的液位传感器有浮子式传感器、压力传感器和超声波传感器等。
在选用传感器时需要考虑水箱的大小、形状和液位变化的速度等因素。
在测量完液位后,测量值需要经过放大和转换处理,以便与控制器进行连接并进行进一步的处理和分析。
放大和转换电路应根据传感器类型和输出信号的特征进行设计。
接下来,我们需要选择合适的控制器来实现液位控制。
液位控制器通常包括一个比例控制器和一个开关控制器。
比例控制器根据液位测量值与设定值之间的差异来调整输出信号,以控制水泵的运行速度。
开关控制器则根据液位测量值是否超出设定范围来判断是否需要启动或停止水泵。
在液位控制器中,需要定义一个设定范围,即水箱液位的上下限。
当液位超出设定范围时,开关控制器会发送一个控制信号,来启动或停止水泵。
同时,比例控制器会根据液位测量值与设定值之间的差异来调整水泵的运行速度。
另外,为了确保系统的可靠性和稳定性,还需要设计一套安全保护措施。
例如,在水箱液位过高或过低的情况下,可以设置报警装置,同时关闭水泵以避免故障或损坏。
此外,还可以设计备用水泵或备用电源,以确保在主要设备故障时系统可以继续运行。
最后,为了方便人机交互和系统管理,可以将液位控制系统与计算机网络进行连接,实现远程监控和操作。
通过远程监控,可以随时随地获取系统状态和运行数据,及时发现并解决问题。
总之,水箱液位控制系统的设计需要选择合适的传感器和控制器,并进行适当的信号处理和转换。
在设计过程中需要考虑系统的可靠性、稳定性和安全性,并提供方便的人机交互和系统管理功能。
通过合理的设计和实施,水箱液位控制系统可以实现自动化的液位控制,提高水资源的利用效率,并减少人力和能源的浪费。
水箱液位控制系统设计
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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。
单容水箱液位控制系统设计
![单容水箱液位控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/799a5cd2dbef5ef7ba0d4a7302768e9951e76efb.png)
单容水箱液位控制系统设计一、引言水箱是常见的储水设备,广泛应用于家庭、工业和农业等领域。
为了保证水箱的水位稳定和安全,需要设计一种液位控制系统来监测和控制水箱的液位。
本文将介绍一个单容水箱液位控制系统的设计思路和实现方法。
二、系统设计思路1.系统功能要求2.系统组成液位传感器用于检测水箱的液位,并将检测到的液位信号传输给控制器。
控制器根据液位传感器的信号以及设定范围来判断蓄水或排水的需求,并通过控制阀门的开闭来实现液位的控制。
执行器是用于控制阀门开闭的装置,可以是电磁阀、电动阀或脚踏阀等。
人机界面用于显示水箱的液位信息和设置控制参数,可以是液晶显示屏或者计算机控制界面。
3.系统工作原理水箱液位控制系统的工作原理如下:当水箱液位低于设定范围的下限时,控制器会发送信号给执行器,使其打开阀门,进水进入水箱。
当水箱液位达到设定范围的上限时,控制器会发送信号给执行器,使其关闭阀门,停止进水进入水箱。
当水箱液位高于设定范围的上限时,控制器会发送信号给执行器,使其打开阀门,排水排出水箱。
当水箱液位低于设定范围的下限时,控制器会发送信号给执行器,使其关闭阀门,停止排水排出水箱。
三、系统实现方法1.液位传感器的选择与安装在单容水箱液位控制系统中,可以使用浮球式液位传感器或者压力式液位传感器。
浮球式液位传感器安装在水箱内部,通过浮球的上下运动来检测液位变化。
压力式液位传感器安装在水箱外部,通过测量水箱外部水压来间接推算液位变化。
2.控制器的设计与实现控制器可以使用微控制器或者可编程逻辑控制器(PLC)来实现。
控制器需要实现以下功能:(1)接收液位传感器的信号,并进行信号处理和滤波;(2)判断水箱液位是否低于设定范围的下限或高于设定范围的上限;(3)根据判断结果控制执行器的开闭。
3.执行器的选择与控制执行器可以根据具体需求选择合适的类型,如电磁阀、电动阀或脚踏阀。
执行器控制的开闭可以通过控制信号来实现。
4.人机界面的设计与实现人机界面可以使用液晶显示屏或者计算机控制界面来显示水箱的液位信息和设置控制参数。
自控课程设计-液位控制系统
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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。
液位控制系统课程设计.
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目录第1章系统总体方案选择 (5)第2章系统结构框图与工作原理 (7)2.1 系统机构框图 (7)2.2 工作原理 (8)第3章各单元软硬件 (9)3.1 模拟控制对象系统 (9)3.2 控制台 (9)3.3 上位机及控制软件系统 (9)3.4 模拟量输入模块ICP-7017 (10)3.5 模拟量输出模块ICP-7024 (11)3.6 电动调节阀 (11)3.7 液位传感器 (12)第4章软件设计与说明 (13)4.1 用户窗口 (13)4.2 实时数据库 (16)第5章系统调试 (17)5.1 设备连接 (17)5.2 系统调试 (17)5.3 调试结果 (18)5.3 注意事项 (19)第6章总结 (20)附录程序清单 (21)第1章系统总体方案选择随着工业生产的迅速发展,工艺条件越来越复杂。
对过程控制的要求越来越高。
过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。
由于工业过程的复杂、多变,因此其特性多半属多变量、分布参数、大惯性、大滞后和非线性等等。
为了满足上述特点与工艺要求,过程控制中的控制方法是十分丰富的。
通常有单变量控制系统,也有多变量控制系统,有复杂控制系统,也有满足特定要求控制系统。
在工业生产过程中,液体贮槽设备如进料罐、成品罐、中间缓冲容器、水箱等应用十分普遍,为保证生产正常进行,物料进出需均衡,以保证过程的物料平衡,因此工艺要求贮槽内的液位需维持在某个给定值上下,或在某一小范围内变化,并保证物料不产生溢出,要求设计一个液位控制系统。
对分析设计的要求,生产工艺比较简单要求并不高,所以采用管道流量控制系统进行设计。
管道流量控制系统又称简单控制系统,是指由一个被控系统、一个检测元件及变送器、一个调节器和一个执行器所构成的闭合系统。
管道流量控制系统是最简单、最基本、最成熟的一种控制方式。
管道流量控制系统根据被控量的系统、液位管道流量控制系统等。
管道流量控制系统的结构比较简单,所需的自动化装置数量少,操作维护也比较方便,因此在化工自动化中使用很普遍,这类系统占控制回路的绝大多数。
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文
![基于PLC的液位控制系统毕业设计论文](https://img.taocdn.com/s3/m/f39b091e3d1ec5da50e2524de518964bcf84d288.png)
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文随着工业自动化水平的不断提高,液位控制系统在工业领域中得到了
广泛的应用。
液位控制系统是通过感知到液体的高度来实现对液位的控制,常用于储罐、水塔等场所,以确保液位在安全范围内。
本篇毕业设计论文将基于PLC(可编程逻辑控制器)设计一个液位控
制系统。
PLC是一种专门用于工和生产过程中的自动化控制的计算机控制
系统。
本设计将通过PLC来实现对液位的检测和控制,并结合开关、传感
器和执行器等设备实现自动液位控制。
在设计过程中,首先需要对液位控制系统的硬件架构进行规划。
本设
计将使用PLC作为控制核心,并结合液位传感器、执行器和HMI(人机界面)等设备来完成整个系统。
同时,需要对传感器和执行器的选型进行讨论,并确定合适的设备参数。
其次,将进行软件编程工作。
通过PLC的编程软件,将液位传感器与PLC进行连接,并设置液位控制的逻辑程序。
根据液位高度的变化,PLC
将实时采集并处理液位信号,然后通过输出信号控制执行器,实现液位的
自动控制。
同时,将设计一个简单直观的人机界面,能够实时显示液位的
变化情况,方便操作和监控。
最后,需要进行液位控制系统的测试和验证。
通过模拟液位的变化情况,测试液位控制系统的响应速度和准确性。
根据测试结果,进行相应的
调整和改进,使其达到设计要求。
综上所述,本设计将通过PLC实现液位控制系统的设计和开发,并通
过对硬件和软件的完善,使其具备良好的稳定性、响应速度和准确性。
该
设计具有一定的实用价值,可在工业领域中得到广泛的应用。
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液位控制系统设计学院:专业班级:学生姓名:指导老师:液位控制系统设计本文主要讲了压力传感器实现的液位控制器的设计方法,以单片机为核心。
通过外围硬件电路来达到实现控制的目的,根据需要设定液位控制高度,同时具备报警、高度显示等功能,具有与液面不接触的特点,可用于有毒、腐蚀性液体液位的控制,具有较高的研究价值。
该控制器不仅可用于学校进行教学研究,还可用于生产实际,是目前比较缺少的一种产品。
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控制的智能型控制器有较深的了解。
关键词:单片机;水位检测;控制系统;仿真0 引言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控制的智能型控制器有较深的了解。
经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目,通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合应用所学知识的潜能。
另外,液位控制在高层小区水塔水位控制,污水处理设备和有毒,腐蚀性液体液位控制中也被广泛应用。
通过对模型的设计可很好的延伸到具体应用案例中。
中国使用单片机的历史只有短短的30年,在初始的短短五年时间里发展极为迅速。
1986 年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会,很多地区还成立了单片微型计算机应用协会,那是全国形成的第一次高潮。
单片机应用技术飞速发展,我们上因特网输入一个“单片机”的搜索,将会看到上万个介绍单片机的网站,这还不包括国外的。
电子界,在2003年7月, (91 猎头网)在上海、广州、北京等大城市所做的一次专业人才需求报告中,单片机人才的需求量位居第一。
大家都有些奇怪一块小小的片子,为何有这样的魔力?我们首先从它的构成说起:单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。
它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
正因为如此他才改变了我的生活它为我们改变了什么?纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能IC 卡、电子宠物等,这些都离不开单片机。
以前没有单片机时,这些东西也能做,但是只能使用复杂的模拟电路,然而这样做出来的产品不仅体积大,而且成本高,并且由于长期使用,元器件不断老化,控制的精度自然也会达不到标准。
在单片机产生后,我们就将控制这些东西变为智能化了,我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路,核心部分只是由人为的写入程序来完成。
这样产品的体积变小了,成本也降低了,长期使用也不会担心精度达不到了。
所以,它的魔力不仅是在现在,在将来将会有更多的人来接受它、使用它。
据统计,我国的单片机年容量已达3 亿片,且每年以大约20%的速度增长,但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。
特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片机,并不断地辐射向内地。
所以,学习单片机在我国是有着广阔前景的。
1 系统设计方案比较说明对于液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,以达到控制水箱液位的目的。
针对上述2种控制方式,以及设计需达到的性能要求,这里选择第二种控制方式,同时考虑到成本需要把PID控制去掉。
最终形成的方案是,利用单片机为控制核心,设计一个对供水箱水位进行监控的系统。
根据监控对象的特征,要求实时检测水箱的液位高度,并与开始预设定值做比较,由单片机控制固态继电器的开断进行液位的调整,最终达到液位的预设定值。
检测值若高于上限设定值时,要求报警,断开继电器,控制水泵停止上水;检测值若低于下限设定值,要求报警,开启继电器,控制水泵开始上水。
现场实时显示测量值,从而实现对水箱液位的监控。
P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.414P3.515P3.6(W R)16P3.7(R D)17XTAL218XTAL119R ST 9PS EN 29ALE/PR OG 30EA/Vp p 31P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0(R XD)10Vcc 40GND 20U1AT89C51+574LS373D0D1D2D3D4D5D6D7G Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7OE EOCOE ALE STAR T D0D1D2D3D4D5D6D7A C B C LK ADC 0809VR(+)VR(-)(+)(-)基准电压IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN78路模拟输入0.5 74LS74D C KQ QU2U31≥U4NOR 21≥U5NOR 2a 11b 7c 4d 2e 1f 10g 5dp3D 112D 29D 38D 46DPY4x16.000MHZC 14.7p FC 24.7p FS5SW -P BR 510KVCCC 310uF图5显示电路及A/D 转换程序4 软件设计液位控制器模型的软件设计框,首先进行键盘设计。
每个按键都有它的行值和列值,行值和列值的组合就是识别这个按键的编码矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU 通信键盘的一端(列线)通过电阻接VCC ,而接地是通过程序输出数字“0”实现的键盘处理程序的任务是:确定有无键按下,判断哪一个键按下,键的功能是什么?还要消除按键在闭合或断开时的抖动两个并行口中,一个输出扫描码,使按键逐行动态接地;另一个并行口输入按键状态,由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键,通过软件查表,查出该键的功能从键盘输入目的液位高度,单片机控制的电磁阀开启液位升高。
液位的实际高度通过压力传感器SY 一9411L —D 测量转换为标准电压信号,再经过运算放大电路、A/D 转换电路将测量值送给控制芯片判断与目的液位的偏差,偏差值再通过D/A 转换电路送给电磁阀控制其开度。
下图即为原理框图。
心自己的选题最后做不出来,所以当时选题时的原则是尽量的简单可行,因为毕竟我们没有实验课,一学期下来必定会比物理系的同学在具体的实验方面落后不少,同时平时我们都在南新校区,与老师和同学的交流都很困难,在后来的具体制作过程中遇到什么困难几乎不可能跑到实验室去向老师请教,同时现在社会上都在大力提倡节能,于是我们打算从这点出发在我们的身边发现问题,当时我们听周围的同学说起夏天白天相当的炎热,可是晚上退凉很快特别是深夜的时候温度其实已经不高了,但是同学们一般晚上睡觉都比较早,都会叫风扇一直开着最大档,可是到了深夜后已经没有必要这么强的风速了,这样一夜下来将会浪费很多电能,同时还容易把同学们吹感冒。
于是我们想能不能做一个单片机系统来解决这个问题,基于以上原因我们确定了这个方案,在最初的计划中我们还准备加入对风扇转向的控制,使之能实现人体追踪功能,不过在后来的具体设计中发现现在风扇的风扇转向控制基本都是纯机械装置,要用单片机控制比较的困难,而电子控制装置一般都出现在高端的风扇之中且价格比较昂贵,而且机械部分方面我们也无法解决。
所以最后决定放弃对转向的控制,等以后对机械方面的只是有所学习之后再做。
通过这次的课程设计作品的制作让我对单片机的理论有了更加深入的了解,同时在具体的制作过程中我们发现现在书本上的知识与实际的应用存在着不小的差距,书本上的知识很多都是理想化后的结论,忽略了很多实际的因素,或者涉及的不全面,可在实际的应用时这些是不能被忽略的,我们不得不考虑这方的问题,这让我们无法根据书上的理论就轻易得到预想中的结果,有时结果甚至很差别很大。
通过这次实践使我更深刻的体会到了理论联系实际的重要性,我们在今后的学习工作中会更加的注重实际,避免称为只会纸上谈兵的赵括。
基于单片机实现液位控制器模型设计的关键在于硬件电路的正确构建,只有在电路准确的前提下再进行软件编程才能取得成功。
经过两个星期的努力,课程设计终于大告成功了。
整个设计通过了软件和硬件上的调试、仿真。
我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。
在这次设计中遇到了很多实际性的问题,在实际设计中才发现,书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的,所以有些问题不但要深入地理解,而且要不断地更正以前的错误思维。
一切问题必须要靠自己一点一滴的解决,而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。
对于单片机设计,其硬件电路是比较简单的,主要是解决程序设计中的问题,而程序设计是一个很灵活的东西,它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力,它才是一个设计的灵魂所在。
因此在整个设计过程中大部分时间是用在程序上面的。
很多子程序是可以借鉴书本上的,但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在,这需要对单片机的结构很熟悉。
因此可以说单片机的设计是软件和硬件的结合,二者是密不可分的。
通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处,虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。
这也激发了我今后努力学习的兴趣,我想这将对我以后的学习产生积极的影响。