液位自动控制系统设计与调试

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水箱液位自动控制系统设计

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水箱液位控制系统毕业设计

基于PLC水箱液位控制系统毕业设计

基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是一种常见的自动化控制系统,通过控制水位的高低来实现水箱中水的供应与排放。

该系统常用于水处理、供水系统、工业生产等领域。

本篇毕业设计将基于可编程逻辑控制器(PLC)来设计一个水箱液位控制系统。

PLC作为控制器,能够实现对水位的监测、控制和保护。

首先,本设计将使用传感器来监测水箱的液位。

液位传感器将放置在水箱内部,在不同的液位位置测量水的高度。

传感器将通过模拟信号将液位信息传输给PLC。

PLC将读取并处理传感器的信号,得到水箱的液位信息。

其次,PLC将根据液位信息来控制水泵的运行。

当水箱的液位低于一定的阈值时,PLC将启动水泵,从水源处将水注入到水箱中。

当液位达到一定的高度时,PLC将关闭水泵,停止水的注入。

通过控制水泵的启动和停止,系统可以实现自动补水,从而保持水箱的水位在一个恰当的范围内。

此外,本系统还将具备一定的保护功能。

当水箱液位过高或过低时,PLC将触发报警装置,以便及时采取措施解决问题。

同时,系统将设置相应的安全控制,以防止水泵出现过载或短路等故障。

为了实现PLC控制系统的功能,本设计将使用PLC编程软件进行程序的编写和调试。

程序将根据液位传感器的输入信号,进行逻辑判断和控制指令的输出。

同时,本设计将与水泵、报警装置等硬件进行连接,以实现实际的控制功能。

最后,本设计将进行系统的仿真和调试。

通过模拟真实的液位变化情况,测试系统的控制性能和稳定性。

在确保系统正常运行的前提下,对系统进行各项性能指标的测试和评估。

通过该毕业设计的实施,我将能够掌握PLC水箱液位控制系统的原理和设计方法,提升自己在自动化控制领域的实践能力和工程应用能力。

同时,通过该设计的完成,也能为工业生产中的水箱液位控制问题提供一种可行的解决方案。

双容水箱液位控制系统设计

双容水箱液位控制系统设计

双容水箱液位控制系统设计首先,双容水箱液位控制系统的基本原理是根据水位信号的反馈来控制水泵的启停。

当水箱液位低于设定值时,水泵启动,开始抽水;当液位达到设定值时,水泵停止运行。

这样就可以实现水箱液位的自动控制。

第一,确定水箱的容积和设计液位。

容积和设计液位的确定需要根据实际应用情况来选择,一般要考虑水泵的流量和工作时间等因素。

容积大的水箱可以减少水泵启停的频率,但其建设和维护成本也较高。

第二,确定水位传感器的选择和安装。

水位传感器是检测水箱液位的关键部件,可以选择浮子式传感器、超声波传感器等。

选择合适的传感器需要考虑其精度、可靠性、成本和使用环境等因素。

安装传感器时要确保其与水箱的接触良好,避免信号干扰。

第三,确定控制器的选择和编程。

控制器是实现水位控制的核心部件,可以选择PLC、单片机等。

控制器的选择要考虑其处理能力、输入输出接口和编程灵活性等因素。

编程时需要设置液位设定值和控制逻辑,使得系统能够准确地控制水泵的启停。

第四,确定水泵的选择和安装。

水泵是水箱液位控制系统的关键设备,可以选择离心泵、自吸泵等。

选择合适的水泵需要考虑其流量、扬程、功率和效率等因素。

水泵的安装要确保其与水箱的连接可靠,并考虑水泵的防护和维护问题。

第五,确定报警和保护措施。

对于水箱液位控制系统,需要设置相应的报警和保护机制,以及应急措施。

例如,当水泵故障或水箱液位异常时,系统应该能够及时发出报警,并采取相应的措施避免设备损坏或事故发生。

最后,测试和调试系统。

在系统设计和安装完成后,需要进行全面的测试和调试工作。

首先测试传感器和控制器的工作是否正常,然后测试水泵的启停控制是否准确。

同时,还需要进行系统的稳定性和灵敏度测试,确保系统能够稳定运行和满足实际需求。

总之,双容水箱液位控制系统的设计需要综合考虑容积、液位传感器、控制器、水泵、报警保护和测试调试等方面的因素。

只有设计合理并正确配置这些部件,才能实现高效、稳定的液位控制。

化工企业液位自动化控制系统设计与实现

化工企业液位自动化控制系统设计与实现

考虑防爆安全问题 , 要有完备的防爆保 护措施 ; ( 2 )高可靠性原 则, 要保证 系统数据 在任 何状况 下 的可靠 传输 ; ( 3 )实时 性原
则, 要 保 证 系 统 控 制 和 状 态 数 据 能 够远 程 实 时监 控 ; ( 4 )良好 的
经济性原则 , 系统在建设投资过程 中以及后期 的维护升级 过程 中, 都要具有 良好的经济性 ; ( 5 )开放 和可扩展性原则 , 系统的 设计要能够满足生产规 模扩 大和设 备升级 过程 中的无缝衔 接
的管控水平也在不断提高 , 各种 自动化设备 和信 息化技术 的应 用, 对提高生产效率 , 降低生产成本 , 增强管理 的针对性 和有 效 性作用 明显 。但 同时, 调 查数据 显示 , 化工 企业 化工 罐 区安 全
事故频发 , 自动 化 管 理 和 控 制 以 及 自动 预 警 水 平 普 遍 较 低 , 严 重 限制 了化 工 企 业 的 生 产 和 经 营 活 动 , 并 对 职 工 和 周 边 群 众 的 生 命 安 全 造 成 严 重 威 胁 。因 此 , 研 究 如 何 将 自动 化 控 制 系统 应 用 到 化 工 罐 区液 位 的 自动 监 测 和 控 制 中 , 设计 出先进 、 高效 、 功
2 化工企业液位 自动化控制 系统设计与实现
2 . 1 自动 化 控 制 系统 类 型 的 选 择 液位 自动化 控 制 系 统 是 工 业 控 制 系 统 的 一 种 。 工 业 控 制
设、 国民生产 和人 民生 活生产 了大量 产品 。但 是 , 生产技术 的变 革 , 经 历 了很 长一 段
型 的选择 和需要 注 意 的问题 , 最后从 化工 企业 液位 控制 系统 软件 和硬 件设 计 2 个 方 面 对液 位 系统 的 总体 设 计 和实 现 进行 了研 究 , 对 今 后

基于PLC的液位控制系统设计

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。

液位自动控制系统方案

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

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。

液位控制系统设计

液位控制系统设计

本文主要设汁了一种液位控制器,它以8051作为控制器,通过8031单片机和模数转换器等硬件系统和软件设讣方法,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zjxo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、故障报警等儿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LI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)2.4 ADC0809A/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231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。

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。

水箱液位控制系统设计设计

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。

基于超声波的液位控制系统设计

基于超声波的液位控制系统设计

基于超声波的液位控制系统设计液位控制是许多工业和民用设备中都需要解决的问题之一。

现今市场上,许多常见的液位控制系统主要是基于机械浮子测量的液位计,但是这种方法存在不少问题。

机械浮子测量容易受到水质、污物等因素的干扰,而且使用寿命有限,维护和保养成本也相对较高。

因此,在一些要求更高精度和可靠性的场合中,一些公司研发出基于超声波技术的液位控制系统,因其精准度和可靠性高,迅速受到了市场和用户的关注。

一、超声波液位控制系统工作原理超声波液位控制系统是利用超声波的传播来测量液体的高度。

发射器通过发射高频的声波进入液体中进行传播,并被液位震荡反射回来,经过接收器接收到数据后进行处理得到液体的高度,将反射的波的时间和距离进行计算得出液位高度并输出。

该系统通过连续监测液位高度,在液位高度超过或低于规定的范围时,会自动控制阀门和泵来调节液位。

二、超声波液位控制系统设计方案1.传感器设计超声波液位控制系统中最主要部分是传感器部分。

普通的超声波液位计仅仅用一根声波发射二极管及一根声波接收二极管构成,但针对经常测液位的应用,需要具备让声波利用到最大程度的连续性和可靠性。

为了提高传感器稳定性,采用啁啾控制技术,它能让传感器自己检测最佳声波发射和接收的频率。

同时,使用微控制器处理、数字滤波器、多路径混合技术与声学背景优化,而且还能自动消除液位表面浮泡的影响,从而保证了传感器的稳定性和准确性。

2.软件设计针对使用者的项目,软件能够自动控制开关和维护,并且检测“故障”和“空气”的存在。

开发者可以通过设置相关参数提高精度和可靠性,例如预设液位上下允许变化的范围、高液位接入自动停止泵、低液位接入自动启动泵、液位报警机制等等。

3.硬件固定设计声音的传播是有其规律的。

如果使用一个夹具将传感器与液位容器固定在同一位置,那么系统稳定性就能提高20%以上。

在同一个容器中,容器的形状可定制化设计,以便于超声波能灵敏、准确地辐射到整个液位容器。

液位控制系统毕业论文

液位控制系统毕业论文

液位控制系统毕业论文液位控制系统毕业论文引言液位控制系统是工业自动化领域中常见的控制系统之一。

它的主要功能是根据液体的实时液位信息,通过控制阀门或泵等装置,实现对液体液位的精确控制。

液位控制系统在化工、石油、食品等行业中得到广泛应用,对提高生产效率、降低安全风险具有重要意义。

本篇论文将对液位控制系统的原理、设计与应用进行深入研究和分析。

一、液位控制系统的原理液位控制系统的原理基于液位传感器的测量技术。

常见的液位传感器包括浮球式、压力式和电容式等。

浮球式液位传感器通过浮子的浮沉来感知液位高低,压力式液位传感器则通过测量液体对传感器的压力变化来确定液位。

电容式液位传感器则是通过测量电容的变化来反映液位的变化。

液位控制系统的工作原理可以简单描述为:液位传感器感知液位的变化,并将信号传递给控制器;控制器根据设定的目标液位,通过控制阀门或泵等执行器来调整液位。

这一过程需要涉及到信号采集、信号处理、控制算法和执行器控制等多个环节。

二、液位控制系统的设计液位控制系统的设计需要考虑多个因素,包括控制精度、响应速度、稳定性和可靠性等。

其中,控制精度是指系统输出与设定值之间的偏差,响应速度则是指系统对液位变化的迅速程度。

稳定性是指系统在长时间运行中的抗干扰能力,而可靠性则是指系统在各种环境条件下的正常工作能力。

液位控制系统的设计需要根据具体的应用场景来确定。

在化工行业中,由于液体的性质多变,设计师需要考虑液体的温度、压力、粘度等因素对系统的影响。

在石油行业中,由于液位控制系统通常需要应对高温、高压等极端环境,设计师需要选择适合的材料和技术来保证系统的可靠性。

在食品行业中,设计师还需要考虑食品安全和卫生要求,确保系统不会对食品质量产生负面影响。

三、液位控制系统的应用液位控制系统在工业生产中有着广泛的应用。

在化工行业中,液位控制系统可以用于控制反应釜中液位的变化,确保反应过程的稳定性和安全性。

在石油行业中,液位控制系统可以用于储罐的液位控制,避免液位过高或过低带来的安全隐患。

水箱液位自动控制系统设计

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。

液位自动控制系统设计

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

全自动液位控制系统的设计

选 , 泥 分 级 回收 , 水 闭 路 循 环 。 o 5年 1 份 进 行 了 高定 位 煤 洗 2o 月 技术改造 , 2 0 于 O 5年 7月 份 投 入 使 用 , 术 改 造 后 洗 选 能 力 达 技 到 7 O万 吨/ 。 高 定 位 技 术 改 造增 加 了 动筛 系 统 ,0 o 年 5 mm 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 。
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水 位 信 号
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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

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。

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

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。

自控课程设计-液位控制系统

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。

液位自动控制系统设计

液位自动控制系统设计

重庆科技学院学生实习总结报告院(系):__ 机械与动力工程学院___ 专业班级:___机电一班_学生姓名:_______学号:___实习(实训)地点:_________I311_______报告题目:_______液位自动控制系统_________报告日期: 2016 年 12 月 28 日指导教师评语: _______________________________________ _____________________________________________________成绩(五级记分制):______ _______指导教师(签字):_____________________液位自动控制系统根据物体在水中漂浮的性质,可以用一个浮球来感知水塔里水位的升降,用来控制水泵,使水泵能自动对水池上水,水满时能自动断电停止,真正做到了水池的全自动控制功能,解决了人们日常用水的诸多不便。

本毕业论文范文写的是水池水位自动控制电路的作用是根据水位的高低,自动地控制水泵的启动与停止。

水泵和水位的高低是相互反馈的。

这样就可以实现水位自动控制的目的。

我所设计的水位制动控制装置是有以下几部分组成:水位自动控制电路,高低水位报警器,数码显示。

水位自动控制在一定范围内(如 2 —6 米 ),当水位低至2米时使水泵启动上水;当水位升至6米时,使水泵停止工作.因特殊情况水位超限(如高至7米、低于2米)报警器报警。

设有手动按键,便于随机控制。

由数码管直观显示当前水位。

本系统可以随时的控制水位的高低,防止过量放水或来水无人打开关。

随着城乡人民生活水平的不断改善,许多家庭都使用上了高位水池自来水系统或楼顶太阳能热水箱。

如果给这些水箱上装上下面介绍的装置,则可实现无人操作缺水自动上水、水满自动停水,既方便省事又节约水电资源,不会出现水上满后没有及时关掉电源而四处溢流的现象,本装置安装方便,使用简单、彻底解决了手动操作给人们带来的诸多不便、是家用水池目前最好的互补装置.本文介绍的水位自动控制装置可以根据使用者的要求,自动控制容器中水位的高低,当水位低于预先设定水位时,水位自动控制装置会自动启动抽水泵进行注水,达到一定的水位后,自动关闭抽水泵停止供水,当高出预定的水位后,报警器报警。

液位控制系统课程设计.

液位控制系统课程设计.

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。

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课 程 设 计
2016年6月17

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
指导老师沈细群
课程设计时间2016年6月6日~2016年6月17日(第15~16周)
教研室意见同意开题。

审核人:汪超林国汉
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范围内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. 课程设计的内容
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。

5.第二周星期二~星期四:编写设计说明书。

6.第二周星期五:答辩。

附录:课题简介及控制要求
(1)课题简介
某化工厂水箱的排水量根据工业生产的需要而不断地变化,为了保持水箱压力恒定,就要保持水位恒定,因此就必须自动调整进水量。

本系统要求有手动和自动两种工作方式。

手动控制方式用于水泵的调试,即当按下按钮时水泵运转,松开按钮时水泵停止,目的是为了调试水泵是否能正常工作;当系统切换为自动控制方式并启动后,控制系统自动调整水泵的进水量达到给定水位恒定。

水位设定高限和低限,当水位超过设定的限位时要进行超限报警。

(2)控制要求
控制系统技术参数表
目录
第一章、液位自动控制系统的特点和发展 (1)
1.1摘要 (1)
1.2、液位自动控制系统的发展 (1)
1.3、液位自动控制系统的特点 (1)
第二章:控制要求和系统设计 (1)
2.1、液位自动控制系统的控制要求 (1)
2.2、液位自动控制系统的控制方法 (1)
2.3、系统的控制流程图 (1)
第三章、控制系统具体设计 (2)
3.1、液位自动控制系统的操作设计说明 (2)
3.2、梯形图 (2)
第四章、心得体会 (2)
附录 (3)
第一章、液位自动控制系统的特点和发展
1.1摘要
随着现代社会生产的发展和技术进步,现代工业自动化生产水平的提高,以及在现实生活中暴露的一些问题,在工农业生产中经常对水位进行测量和控制水位控制在日常生活中也相当应用广泛。

1.2、液位自动控制系统的发展
近几十年来,控制系统已被广泛采用,在研究和发展已趋于完美。

除了传统的PID控制系统之外,随着PLC技术的发展,加入智能型控制的系统也得以应用。

出现了许多新兴的液位控制仪,如超声波液位计、雷达液位计等,这些控制器的出现大大的提高了控制系统的精度,实现了控制系统的多样性。

随着科学技术的不断发展,人们对液位控制系统的要求不断提高,高精度、人性化的液位控制系统是国内外液位控制系统发展的必然趋势。

1.3、液位自动控制系统的特点
通过闭环控制系统对水位进行控制,使水位尽量保持在给定水位,当水位超出设计要求的最大值时报警,从而实现水位从注水到放水,直至保持在给定水位过程中的实时监控。

第二章:控制要求和系统设计
2.1、液位自动控制系统的控制要求
系统要求有手动和自动两种工作方式。

手动控制方式用于水泵的调试,即当按下按钮时水泵运转,松开按钮时水泵停止,目的是为了调试水泵是否能正常工作;当系统切换为自动控制方式并启动后,控制系统自动调整水泵的进水量达到给定水位恒定。

水位设定高限和低限,当水位超过设定的限位时要进行超限报警。

2.2、液位自动控制系统的控制方法
S7-200 CPU提供了8个回路的PID功能,用以实现需要按照PID控制规律进行自动调节的控制任务,比如温度、压力和流量控制等。

因为PID回路没有设置控制方式,只有当PID指令盒接通时才能执行PID运算。

所以说,从这个角度来说,PID运算可以算是一种“自动”的运行方式,当PID不被执行时,就可以称之为“手动” PID运算的任务就是根据反馈与给定的相对差值,按照PID运算规律计算出结果,输出到固态开关元件(控制加热棒),或者变频器(驱动水泵)等执行机构进行调节,以达到自动维持被控制的量跟随给定变化的目的。

2.3、系统的控制流程图
3.1、液位自动控制系统的操作设计说明
本系统要具备手动和自动功能。

当开始时水泵持续供水,达到给定上限水位时,停止
供水。

并报警。

同时,因为需要水位保持在给定值左右,因而当实际水位超过给定水位上限或者低于给定水位下限时,需要报警提示并控制水泵执行相应的放水和注水功能。

3.2、梯形图
液位自动控制系统的梯形图分为中断程序、给定值、检测值值转换、PID指令、控制
量输出转换,报警程序。

图2 中断程序
图3 给定数值
图4 检测值转换
图5 PID指令
图6 控制量输出转换
图7 报警程序
图8 正常阶段
图9 报警
图10 系统运行程序截图
第四章、心得体会
通过这次课程设计,让我更加深刻了解书本的知识,和以往对知识的疏忽部分得已补充。

在这次课程设计中我们是拿到的是最难得几个课程设计之一。

在一开始我们一点思路都没是沈老师一步步的教我们怎么去做、怎么去思考把这个设计做出来,最后在调试时候因为数据处理的原因总是没变换,后来在数据方面进行仔细的研究之后,终于解决了这个问题。

圆满完成了此次课程设计。

通过课程设计不仅可以巩固专业知识,为以后的工作做准备打下了坚实的基础,而其还可以培养和熟练使用资料,运用工具书的能力,把我们的课本知识和实践结合起来,起到温故而知新的作用。

课程设计不光是一门专业课,给我许多专业知识以及专业技能上的提升,同时又是一门设计课,给了许多的思路,给我莫大的空间。

同时设计让我感触很深。

让我对抽象的理论有很深的认识。

回顾此次课程设计至今我还感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里。

可以说是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西把理论和实践结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的动手和独立思考能力。

在实验过程中,也对团队精神进行了考察,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。

团结就是力量只有互相之间的默契融合的配合才能换来最终完美的结果。

附录
参考资料
[1] 刘星平.PLC原理及工程应用[M].北京:中国电力出版社,2014年。

[2]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2014年。

[3] 王阿根.西门子S7-200 PLC 编程实例精解[M].北京:电子工业出版社,2013年。

[4] 赖指南.PLC原理与应用补充教材(内部使用),本校自编教材,2010年。

程序图
电气信息学院课程设计评分表。

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