微机原理课程设计水塔水位控制
简易水塔水位控制电路课程设计
目录第一章. 课程设计任务书 (2)第二章. 摘要 (3)第三章. 系统组成图 (4)第四章. 主要单元电路设计 (5)1.电源电路 (5)2.水位监测电路和范围控制电路 (6)3.水泵开关电路和显示电路 (8)4.集成电路管脚图 (9)第五章. 电路原理图 (10)第六章. 器件清单 (11)第七章总结 (12)参考文献 (13)第一章课程设计任务书主要内容、基本要求、主要产考资料等：主要内容1.阅读相关科技文献。
2.学习protel软件的使用。
3.学会整理和总结设计文档报告。
4.学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求1.电路能够通过控制两个水泵实现对水位的控制。
假定水位范围是S1～S2(S1<S2)，S为实际水位。
当S<S1时，两个水泵都放水；当S1<S<S2时，仅一个水泵放水；当S>S2时，两个水泵都关闭。
2.电路在S1、S2处不能出现跳闸现象，即水泵不能在短时间内反复在放水和关闭的状态之间转换。
3.电路能够显示出水泵的状态。
4.电路能够手动调节水位控制的范围，即可以调节S1、S2的大小。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001，62．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，20053，康华光，电子技术基础，高等教育出版社，20034．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，山东大学出版社，1999，10 5．姚福安，电子电路设计与实践，山东科技技术出版社，2001，10 完成期限：2009年6月24日指导老师签章：业负责人签章：2009年6月17日第二章摘要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。
水塔水位 PLC课程设计
一．绪论1.1可编程控制器的产生可编程控制器是20世纪70年代发展起来的控制设备，是集微处理器、存储器、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，大大增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的工业自动化水平及生产效率都有十分重要的意义。
可编程控制器（Programmable Controller）,也称可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是以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，为了避免与个人电脑（也简称为PC）相混淆，通常将可编程控制器简称为PLC。
可编程控制器的产生与继电器—接触器控制系统有很大的关系。
继电器—接触器控制已有上百年的历史，它是一种用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、易于维修的优点。
此种控制系统布局固定，按预先规定的时间、条件、顺序工作。
对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常适用，至今仍有广泛的用途。
但是当工作模式改变时，就必须改变控制系统的硬件接线，控制柜内的物件和接线都要作相应的变动，改造工期长，费用高，用户改造时宁愿扔掉旧控制柜，另作一个新控制柜使用，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需要，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，满足用户对产品的多样性的需求，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。
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。
单片机课程设计--水塔水位
水塔水位控制目录1、设计题目 (1)2、摘要 (1)3、设计方案及原理 (2)4、总结……………………………………………………………………………5、参考文献……………………………………………………………………一、水塔水位控制设计(1) 设计内容本设计为一个实际应用系统的水塔水位控制部分。
在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的3个金属棒，以感知水位变化情况。
工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。
1）完成单片机硬件的设计，包括：CPU、存储器（外扩ROM、RAM）、输入/输出接口（外扩并行I/O口）以及总线连接部分（附控制电路原理图）；2）完成控制软件的设计（附控制软件清单）；(2) 设计要求1）因本计算机控制系统还控制有其他多个设备，所以要求水位检测采用中断方式；2）给出系统硬件电路原理图（用protel或其它电路图软件画出）；3）给出系统程序流程图、程序清单（加注释）；4）以论文格式给出设计报告。
图1 水塔水位控制原理图二、摘要基于单片机的水塔水位控制是实现水位的检测和电动机转动以及出现故障是的单片机中断控制，本设计中采用的是8031单片机，外扩2732作为程序存储器。
74LS373作为地址锁存器。
三、设计方案及原理一、水塔水位控制原理:图中虚线表示允许水位变化的上下限。
在正常情况下，保持水位在虚线范围内。
在图中A棒处于下限水位，C棒处于上限水位，B棒在上下限水位之间。
水塔由电动机带动水泵供水，单片机控制电动机转动就可以达到对水位控制的目的。
供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，B、C棒接通+5V。
因此，b、c两端均为1状态，这时应停止电机和水泵的工作，不在给水塔供水。
当水位降到下限时，B、C棒都不能与A棒导电，因此b、c两端为0状态。
这时应启动电机，带动水泵工作，给水塔供水。
当水位处在上下限之间时，B棒与A棒导通。
简易水塔水位控制电路课程设计
目录摘要 (2)1 系统组成图 (3)2 主要单元电路设计 (4)2.1电源电路 (4)2.2水位检测电路和范围测量电路 (5)2.3水泵开关电路和显示电路 (6)2.4电源电路 (8)2.5电路总原理图 (9)3 设计总结 (11)参考文献 (12)附录 (13)主要电子元件介绍 (13)元器件清单 (16)摘要在日常生活中，我们会经常看到控制水位的水塔，这种水塔简单，占地面积小，自动控制高。
其原理也很简单，其中由传感器和电压比较器组成的水位计量电路实现了检测水位的功能；由稳压二极管和迟滞比较器组成的水位范围控制电路实现了延时功能即防跳闸功能。
另外简易水塔水位控制电路还包括了电源电路，水泵工作电路和显示电路。
该电路设计简单，易于实现，而且通过手动调节电阻实现了手动调节。
1 系统组成图如图1.1为简易水塔水位控制电路系统组成图。
图1.1 简易水塔水位控制电路的总体框图由上图可知本电路非常简单，由电源电路向其他四个电路提供电压，这四个电路相互联系，依次作用，现对这四个电路的功能做具体解释：水位检测电路：利用水的导电性检测水位变化，同时形成回路，形成电信号实现对水位的控制。
水位范围检测电路：利用比较器原理实现水位范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞性来避免跳闸现象。
水泵开关电路：完成控制电路和水泵通放水的转换。
显示电路：显示水泵状态。
电源电路：为上述所有电路提供直流电源。
2 主要单元电路设计2.1 水位计测量电路该电路主要有传感器、电容、电阻和电压比较器等元件组成。
图2.1为压阻式压差传感器水位计测量电路。
图2.1 压阻式压差传感器水位计测量电路由上图的电路可知组成电路的主要元件是传感器和电压比较器，其中传感器对水压变化检测，电压比较器主要是用来对信号的放大。
具体工作原理是：压阻式压差传感器感压膜片上形成相应的水压强，由压力传感器的感压膜片感生出相应电压，经传感器内部的V/A变送器，压力传感器中同时测出水温并自动补偿，输出不受水温、大气压强等因素影响的4—20mA的水位模拟信号，由双芯屏蔽电缆连接到水位仪输入端，经A/D转换，再经去伪、除波等处理得出所测的水位。
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。
实验11 水塔水位控制
实验11 水塔水位控制
一、实验目的
1、用PLC构成水塔水位控制系统。
2、熟悉基本指令的功能及应用。
1、控制要求
水塔水位自动控制模块挂箱如图所示。
当水池水位低于水池低水位界（S4为OFF表示），阀Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后或S3为ON后，阀Y关闭（Y为OFF）。
当S4为ON，且水塔水位低于水塔低水位界S2为OFF，电机M运转抽水。
当水塔水位高于水塔高水位S1为ON时电机M停止。
当水塔水位正常时电磁阀X打开，当水位S2为OFF 时出水电磁阀X关闭，停止水塔出水。
2、
3、实验步骤
（1）按控制要求和所确定的I/O分配接线
（2）按控制要求和所确定的I/O分配编写PLC应用程序。
（3）完成PLC与实验模块的外部电路连接，然后通电运行：
四、实验报告要求
1、画出PLC I/O端口和电源接线图。
2、编写程序梯行图。
3、整理出运行和监视程序时出现的现象。
水塔水位控制的设计
渤海石油职业学院课程设计题目水塔水位控制系统学生姓名袁雪年级2008专业电气自动化指导教师董瑞情课程设计任务书一、设计目的微机测控课程设计是在学完微机测控课程之后的实践教学环节。
该实践教学是软件设计的综合训练,包括问题分析,总体结构设计,程序设计基本技能和技巧。
使学生在设计中逐步提高程序设计能力,能根据实际问题的具体情况选择科学的工作方法。
二、设计班级 2008电气大三、设计题目水塔水位控制系统四、设计内容及要求：1、设计要求：用8051单片机设计一水塔水位控制系统，晶振采用12MHZ。
具体要求如下：由电动机带动水泵供水，单片机控制电动机以达到供水的目的。
供水时，当达到上限时，应该停驶电机和水泵工作，当达到下限时，应启动电动机和水泵工作。
是水位保持在上下限之间。
2、设计内容：（1）总体方案的设计（2）系统硬件电路的设计（3）系统程序的设计（包括流程图和源程序）五、课程设计报告要求：1、封面：写清题目、班级、姓名、指导教师。
2、目录3、正文：要求字迹工整，思路清晰4、课程设计的体会5、参考书目六、考核办法及成绩总成绩=模拟控制系统效果成绩+课程设计报告成绩目录摘要 (3)一、总体方案的确定 (4)1、引言 (4)2、工作原理 (5)二、系统硬件设计 (6)1、单片机的选择 (6)3、电路的设计 (9)三、系统软件 (10)3、程序流程图 (10)4、程序清单 (11)四、课程设计体会 (11)五、参考文献 (12)水塔水位控制系统袁雪[摘要]设计一种基于单片机水塔水位检测控制系统。
该系统能实现水位检测、、处理和报警等功能，实现超高、低警戒水位报警，超高警戒水位处理。
介绍电路接口原理图，给出相应的软件设计流程图和汇编程序。
[关键词]单片机；水位检测；控制系统；仿真一、总体方案设计l 引言水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。
目前，控制水塔水位方法较多，其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行，使水塔内水位保持恒定，以保证连续正常地供水。
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。
1.2项目一任务二 水塔水位的PLC控制
1.1任务一三相异步电动机起停的PLC控制一、复习旧知三相交流异步电动机的控制方式有哪些？二、引入新课水塔是日常生活和工农业生产中常见的供给水建筑，其主要功能是储水和供水。
为了保证水塔水位运行在允许的范围内，常用液位传感器作为检测元件，监视水塔内液面的变换情况，并将检测的结果传给控制系统，决定控制系统的运行状态。
本任务利用三菱FX3U系列PLC对水塔水位控制进行模拟运行。
三、讲解新知（一）辅助继电器（M元件）1、一般辅助继电器与继电器控制系统的中间继电器相似，它不能直接驱动外部负载，只能用于编制程序时的转换作用。
辅助继电器可分为：通用型、断电保持型和特殊辅助继电器三种。
辅助继电器按十进制编号。
2、通用型辅助继电器通用型辅助继电器的主要用途为逻辑运算的中间结果或信号类型的变换。
PLC上电时处于复位状态，上电后由程序驱动，它没有断电保持功能，在系统失电时，自动复位。
若电源再次接通，除了因外部输入信号变化而引起M的变化外，其余的皆保持OFF状态。
不同型号的PLC其通用型辅助继电器的数量是不同的，其编号范围也不同。
3、断电保持型辅助继电器断电保持型辅助继电器具有断电保持功能，即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其断电前的状态。
但要注意，系统重新上电后，仅在第一扫描周期内保持断电前的状态，然后M将失电，因此，在实际应用时，还必须加M自保持环节，才能真正实现断电保持功能。
断电保持型辅助继电器之所以能在电源断电时保持其原有的状态，是因为电源中断时用PLC锂电池作后备电源，保持它们映像寄存器中的内容。
3、特殊辅助继电器触点利用型特殊辅助继电器。
线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点。
M8000—运行监视，PLC运行时为ON。
M8001—运行监视，PLC运行为OFF。
M8002—初始化脉冲，仅在PLC运行开始时接通一个扫描周期。
M8003—初始化脉冲，仅在PLC运行开始时关断一个扫描周期。
M8005—PLC后备锂电池电压过低时接通。
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。
微机原理课程设计水塔水位控制
（3）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“1”，表示水塔水位已满，需 水泵停止供水，单片机输出信号， 控制电机断电停止供水。 （4）由于供水使水塔水位开始下降， 水位在降到B点之前，B点电位为高、C点电位为低， 应维持供水状态不变。 （5）当水位降到下限B点以下，B、C两点电平都为 低时，单片机输出控制，回到（1）状态，使电机启 动水泵供水。
2、检测原理 利用水的导电性，接通A和B、C， 使B、C点的电平变化。 （1）在水塔无水或水位低于下 限水位B时，A和B、C都断开， B、C两点电位为零(低电平“0” )， 需要水泵供水，单片机输出信号， 控制电机工作供水。 （2）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“0”，应 维持现状水泵继续供水。
（三）软件流程
软件用C语言或汇编语言编写并调 试通过。
Y P1.0=0
N
P1.1=1 Y
P1.2=1
Y P1.1=0 N
P1.2=1
CPL P1.4 P1.3=1
1s
三、课程设计安排 共2周，上午8：30-11：30，下午2：30-5：30。
1、课程设计介绍和任务安排 （4学时）
2、系统总体设计与开发器应用 （6学时）
状态。如表所示。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，作为一种故障状态。
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
（二）控制电路设计
1 控制电路构成 由单片机、驱动三极管、光电耦合、继电器、电机 与水泵、报警装置和若干电阻组成。
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。
水塔水位控制系统--plc课程设计报告
《电气控制及PLC》课程设计姓名：班级：学号：成绩：本课程设计是电气工程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。
一、工艺流程及分析 (2)二、设备选型 (5)三、输入输出端口分配 (5)四、输入输出硬件接线图 (5)五、程序设计 (5)六、总结 (8)一、工艺流程及分析1. 水塔水位控制系统：2. 水塔水位控制系统的工作方式当水池水位低于低水位界限时（S4为OFF时表示），报警灯2报警，阀门Y 打开给水池注水；10S后，如果S4继续保持OFF状态，表示阀门Y没有进水，出现了故障，报警灯2继续报警；如果S4为ON状态，表示水池水位开始升高，报警灯2解除。
当水塔水位低于低水位界限时（S2为OFF时表示），报警灯1报警，水泵M 开始从水池中抽水；10S后，如果S2继续保持OFF状态，表示水泵M没有抽水，出现了故障，报警灯1继续报警；如果S2为ON状态，表示水塔水位开始升高，报警灯1解除。
当水塔水位低于S2时，水泵M运行并开始抽水；直至水位到达高水位界限S1。
由于水塔要供水，所以水位会下降，当水塔水位介于S1和S2之间，不需要水泵M运行，避免水泵频繁启停。
当水塔水位再一次低于S2时，水泵M运行并开始抽水，直至水位到达高水位界限S1时，水泵M停止运行。
当水池水位低于S4时，阀门Y运行并开始放水；直至水位到达高水位界限S3。
由于水塔要抽水，所以水位会下降，当水塔水位介于S3和S4之间，不需要阀门Y打开，避免阀门频繁开关。
当水池水位再一次低于S4时，阀门Y打开并开始放水，直至水位到达高水位界限S3时，阀门Y关闭。
3.水塔供水情况分析经过对水塔水位控制系统的工作方式的综合分析，一次完整的水塔供水情况分为以下几种：(1). 水池水位低于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y打开，水泵M关闭；(2). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y打开，水泵M 关闭；(3). 水池水位高于S3，水塔水位低于S2时，阀门Y关闭，水泵M打开；(4). 水池水位高于S3，水塔水位低于S1高于S2时，阀门Y关闭，水泵M 打开；(5). 水池水位高于S3，水塔水位高于S1时，阀门Y关闭，水泵M关闭；(6). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位高于S1时，阀门Y关闭，水泵M 关闭；(7). 水池水位低于S4，水塔水位高于S1时，阀门Y打开，水泵M关闭；(8). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S1高于S2时，阀门Y关闭，水泵M关闭;(9). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y关闭，水泵M 打开。
PLC_水塔水位控制系统的设计 (1)
目录一课题内容和设计要求 (1)1.1.课题内容 (1)1.2.设计要求 (2)1.3控制系统的总体方案说明 (2)二 PLC系统的硬件设计 (3)2.1PLC选型 (3)2.2I/O点数的估算 (3)2.3PLC的输入、输出及状态分配表 (3)2.4控制系统电气原理图 (4)三软件设计 (4)3.1水塔水位控制系统流程图 (4)3.2水塔水位控制系统顺序功能图 (4)3.3.水塔水位控制系统设计思路及梯形图 (6)四水塔水位控制系统调试说明 (12)五设计小结 (12)六参考资料 (13)一课题内容和设计要求1.1.课题内容现有一水塔水位控制系统，如图所示。
当水池水位低于水池低水位界（S4为ON表示），阀门Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，如果S4还不为OFF，那么指示灯1以2HZ闪烁，表示阀门Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀门Y关闭（Y为OFF）。
当S4为OFF时，且水塔水位地于水塔低水位界时S2为ON，水泵电动机M运转抽水，若水泵电动机M运行5S后，水塔低水位界S2不为OFF，说明水泵电动机M没有抽水，出现故障，指示灯1以1HZ闪烁。
当水塔水位高于水塔高水位界时水泵电动机M停止。
利用PLC构成水塔水位自动控制系统，保证水池和水塔不断水图1 水塔水位控制系统示意图1.2.设计要求（1）有三种不同工作流程可供选择：定时流程，实际水位控制流程，手动操作流程。
（2）三种工作流程，如表所示。
当按下停止按钮时，整个系统停止工作，按下启动按钮，则系统继续工作。
1.3控制系统的总体方案说明（1）水塔水位控制系统控制对象电动机均由交流接触器完成起、停控制。
（2）水塔与水池中的水位检测开关，在选型时考虑抗干扰性能，选用电极考虑腐蚀性。
（3）水泵电动机M采用热继电器实现过载保护，其热继电器的常开触点通过中间继电器转换后，作为PLC的输入信号，用以完成各个电动机系统的过载保护。
（4）主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路保护。
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（3）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“1”，表示水塔水位已满，需 水泵停止供水，单片机输出信号， 控制电机断电停止供水。 （4）由于供水使水塔水位开始下降， 水位在降到B点之前，B点电位为高、C点电位为低， 应维持供水状态不变。 （5）当水位降到下限B点以下，B、C两点电平都为 低时，单片机输出控制，回到（1）状态，使电机启 动水泵供水。
2、控制电路工作原理
用AT89S52设计一个单片 机控制系统如图。
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4
P1.2输出经Q0三极管电流放大后接光电耦合器，接 通/断开继电器，控制电机和水泵工作；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，当出现故障时声光报警。
3、硬件设计与焊接
（10学时）
4、软件设计
（4学时）
5、系统综合调试
（4学时）
6、写课程设计报告，答辩
（4学时）
四. 考核与成绩评定 1、平时成绩：20%：考勤、遵守实验室规定等 2、硬件电路板制作：20% 3、软件设计、系统调试结果和实现的功能：30% 4、课程设计报告和答辩：30%
课程设计中注意安全，用烙铁焊接时注意不要烫伤 人员和损坏仪器、桌椅等。
附：课程设计用仪器和器件清单：(每组) 直流稳压电源一台、PC机一台、XL1000/XL2000仿真仪。 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 *0.5mm 一块 9、其它：导线2米、二极管一个、PNP三极管三个、4.7K电 阻2个、300Ω电阻2个，12针排针 1片。 10、电烙铁、焊锡、钳子、剪刀若干（各组共用）。
2、检测原理 利用水的导电性，接通A和B、C， 使B、C点的电平变化。 （1）在水塔无水或水位低于下 限水位B时，A和B、C都断开， B、C两点电位为零(低电平“0” )， 需要水泵供水，单片机输出信号， 控制电机工作供水。 （2）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“0”，应 维持现状水泵继续供水。
状态。如表所示。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，作为一种故障状态。
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
（二）控制电路设计
1 控制电路构成 由单片机、驱动三极管、光电耦合、继电器、电机 与水泵、报警装置和若干电阻组成。
4 3 M 5 +9V +5V LED Ω 0 1 5R 0 Q +5V 2 5.1KR 1 5.1KR 1234 P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0
4 3 M 5 V9+ V5+ DEL Ω 0 1 R5 0 Q V5+ 2 RK1.5 1 RK1.5 4321 0.1P1.1P2.1P3.1P4.1P5.1P6.1P7.1P
3、检测电路制作
用塑料尺、铜板、导线等设计一个水塔水位传感器。
其中A电极置于水置于水位15cm处，经5.1K的下拉电阻接单片机P1.0口；
C电极置于水位20cm处，经5.1K的下拉电阻接单片机P1.1口。
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
（三）软件流程
软件用C语言或汇编语言编写并调 试通过。
Y P1.0=0
N
P1.1=1 Y
P1.2=1
Y P1.1=0 N
P1.2=1
CPL P1.4 P1.3=1
1s
三、课程设计安排 共2周，上午8：30-11：30，下午2：30-5：30。
1、课程设计介绍和任务安排 （4学时）
2、系统总体设计与开发器应用 （6学时）