液位自动检测装置

液位自动检测装置
液位自动检测装置

液位自动检测装置

摘要:此方案设计了一个可以实现水位检测的系统。该系统包括了液位的检测、检测数据的处理、数据显示、键盘控制等四个部分。采用ATmega16、LM311、L298N、DS1302等进行设计。通过步进电机带动探针,能实时检测到液位的高度。并能用键盘设定水位限值,超出限值时能做出报警警示。

关键词:ATmega16 步进电机探针

Level automatic detection devices

Abstract: This design can achieve a level detection system. The system includes a level of analysis, data processing, data show that the keyboard control of four parts. By L298N, ATmega16, design. Through the stepper motor driven probe, real-time detection to the high level. And the water level can use the keyboard set limits, beyond the limits can be made when the police warning.

Key words:ATmega16 stepper motor probe

1、设计要求

设计并制作一个水位监测装置,示意图如图(1.1)所示(容器可用2.0升~2.25升可乐瓶制作)。

图1.1 液位检测装置图

1.1 基本要求

(1)显示器能实时显示当前液位高度,液位显示误差不超过±0.5cm。

(2)通过键盘可以设定容器里的液位检测和超限报警范围(3-25cm内的任意值)。

(3)当液位超过报警范围时,能通过声光报警。

1.2 发挥部分

(1)日期和时间显示功能。

(2)通过键盘控制,可以将液位超限报警范围值和当前液位值和当前时间保存下来。

2、任务分析

2.1、液位传感器检测液位

在本设计中要对液面进行实时测量,把检测到的数据送到处理器进行处理显示在LCD上,并且能通过键盘设置液面的报警上下限,当超过范围时能通过声光报警。还要有掉电保存设置的值和保存一些当前的液面和时间的数据。

2.2、数据处理

本设计的数据有来自传感器的数据、键盘的数据、显示器上的数据。要对这些数据进行处理则需一个稳定可靠的处理器。保证数据处理的稳定性、可靠性、及时性。

2.3、数值、时间显示

在显示器上需要对检测的数据进行实时显示,同时加多日期和时间显示。显示数据需有较好的人机对话界面。

3、方案选择

液位传感器方案选择

方案一:利用液体之间的电容特性,跟电阻发生RC振荡。通过RC之间的振荡频率与液面之间的高度成线性关系,测得液体的高度。但要液体的电容特性变化不定,误差大,电阻的阻值改变会影响振荡频率,如果电阻的参数不稳定,着调试就很困难,而且误差会增大。

方案二:利用水的导电性,用一个探针和电压比较器组成传感器。当探针在液面上时两个探针不导通,当在液体时两探针导通。然后通过电压比较器把两个信号进行放大。利用两个不同的电平状态控制步进电机正向转动和反向转动,让步进电机带动探针,进行水位探测。

通过比较,方案二虽然比较复杂,但比起电容振荡测量,电机探测干扰小,精确度高,也容易控制。因此我们决定用方案二。

4、设计方案的实施,单元电路的设计

4.1、系统框图

本系统以ATMEGA 16作为主控芯片。LM311电压比较器对水位进行信号采样。L298N用来驱动步进电机。采用DS1302实时时钟芯片产生日期和时间。用1602液晶模块显示时间、当前液位、上限、下限值。用蜂鸣器和发光二极管作为报警标志。其系统框图如图4.1所示

图4.1 系统框图

4.2 单元电路原理与设计

4.2.1单片机系统

Atmega16MCU介绍

系统的控制核心Atmega16单片机,是Atmel公司推出的基于AVR RICS低功耗CMOS 8位高性能单片机,采用的是Harvard结构。由于Atmega16单片机运算速度快、内部资源丰富等诸多优点,故本设计选用它作为控制核心。图4.2为其引脚排列图。Atmega16系统图如图4.3所示。

图4.2 Atmega16引脚排列图

4.2.2 1602液晶显示模块

本设计中,采用1602LCD作为显示提示信息器件,与用户进行友好交互。1602LCD是专门用于显示字母、数字、符号的显示模块,具有功耗低、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点,在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到很广泛。表4.1为液晶显示模块管脚排列和功能,图4.4是它与系统单片机连接的原理图。

表4.1 LCD1602管脚排列和功能表

图4.4 液晶模块与单片机的连接电原理图

4.2.3 LM311 电压比较器采样模块

本设计中用到LM311单通道差分电压比较器对水位状态实时监控。根据水能导电的特性(导通电阻为200k—300k),所以要在与探针并联的电阻阻值和水的导通电阻差不多,这样探针两端的电压才会发生较明显的变化。要注意的一点,是要在比较器的输出端加个104P的电容把干扰滤掉,要不会影响很大。所以通过比较器,把探针是否探测到水分为两个明显的状态,单片机就读取这两个状态来做相干的处理。未探测到液体时,其输出状态为低电平。探测到液体时,其输出状态为高电平。图4.5为LM311的管脚和功能。图4.6为比较器与探针的电路图

图4.5 LM311的管脚图

图 4.6 LM311与探针连接电路

4.2.4 L298N 步进电机驱动模块

本设计中要用到步进电机带动探针进行水位实时探测。需要用到步进电机驱动模块。L298N为驱动两相步进电机的驱动芯片,具有电路图简单,操作方便的特点。图4.7为L298N的管脚与功能图,图4.8 L298N的驱动电路图。

图4.7 L298N 管脚与功能图

图4.8 L298N 驱动模块电路图

4.2.5 DS1302 时钟模块

DS1302时DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片,内含有一个实时时钟/日历和31字节的静态RAM,通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息,每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24 或12 小时格式DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线1 RES 复位2 I/O 数据线3 SCLK串行时钟时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31 个字节的字符组方式通信DS1302 工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mW。图4.9是其管脚图,图4.10是其电路连接图。如下是其管脚描述:

X1 X2 32.768KHz 晶振管脚

GND 地

RST 复位脚

I/O 数据输入/输出引脚

SCLK 串行时钟

Vcc1,Vcc2 电源供电管脚

图4.9 DS1302管脚图图4.10 DS1302 连接电路

4.2.6 蜂鸣器、发光二极管报警模块

本设计要有对液位超限检测报警功能。能通过声、光发出报警警示,所以我们用到一个报警电路。我们用到的是压电式蜂鸣器,只要提供高电平就可以发出声音,电路简单、可靠。为了加大报警声音的响度,我们在电路中加上一个三极管作驱动。另外用高亮,大功率的发光二极管作光报警。具体电路图如图4.11所示:

图4.11 报警电路

4.2.7 键盘输入电路模块

因为在本系统中要实时保存数据,所以在软件设计时要用到的外部中断比较多,但mega16中只有两个外部中断,我们用外部中断0做了中断扩展。键盘可以用来进行人机交流。通过键盘输入,可以调节液位上限、下限、断电保存等功能。其功能电路图如图4.12所示:

图4.12 键盘电路图

4.2.8 电源设计

本设计用到两个电压+5v 和+12v。可以分别用7805和7812稳压芯片提供。另外用三个7号电池为DS1302作备用供电电源。主电源电路图如(4.13)所示:

图4.13 电源设计电路

4.2.9总电路

如图4.14所示:

图4.14 系统总硬件图

5 、软件设计

5.1 软件所实现的功能:

(1)实时控制电机

(2)实时检测是否超出上下限

(3)实时显示检测的数据、时间、上下限数值

(4)实时监控键盘输入

(5)报警控制

5.2软件流程图

软件流程图如图5.1所示,本程序通过I\O口Pind.7脚进行判断是否启动电机。启动电机后就进行液面探测。利用I\O口Pind.0脚进行实时监控。键盘控制要求反应及时,因此本程序的键盘控制放在中断程序中处理。具体流程图如图5.1所示。

中断0流程图如图5.2所示。中断1流程图如图5.3所示。

图5.1 系统软件流程图

6 测试方法 6.1 测试方法

(1)先定好原点,我们定的原点为距零水位22.6cm 高度的桶口边。 (2)定好原来后开始通电,按下启动按钮,电机缓慢带动探针下降。 (3)当探针探测到水面时,探针不再下降。此时可以从液晶屏幕上读出液

面的高度。

(4)可以放水,和加水,系统可以实时监测水位的变化,并显示当前的水

位高度。

(5) 用键盘调节报警上下限,和断电保存。

图5.2 中断0 流程图 图 5.3 中断1 流程图

6.2 测量结果:

6.3 结果分析

通过测试的数据,我们可以看到,在0~20CM内,精度已经达到了题目的要求。但是还是存在误差,误差的主要来源是当步进电机走过的步数越多,线绕在步进电机上转轴上的周长会增大。所以会产生误差,还有就是在人为定零点时也会产生误差,如果定位得不好,就会产生很的误差。

参考文献:

[1] Atmega16 芯片手册

[2] 康华光.电子技术基础:模拟部分.第五版.北京:高等教育出版社.2006

[3] 沈文.AVR单片机C语言开发入门指导.第一版.北京:清华大学出版社.2003

水位自动控制电路

**大学信息学院 数字电路课程设计报告 题目:水位自动控制电路 专业、班级:电子信息科学与技术 学生姓名: 学号: 指导教师:

指导教师评语: 成绩: 教师签名:

一.任务书 二.目录 目录 1 设计目的 (4) 2 设计目的要求 (4) 3 设计方案选取与论证 (4) 4 仿真过程及结果 (5) 1 设计思路 (6) 2 现有设计方案 (6) 3 总体设计框图 (7) 5 结论故障分析及解决 (14) 6 参考文献 (15) 附录 (16)

三.内容 1. 设计目的 通过这次设计熟练对电子设计的动手技能,,提高电子设计的能力,同时也培养学生收集、整理、分析和刷选利用资料及各类信息的能力,也使得学生通过这次的设计对所学的数电和模电知识及各种电路、电路元件的功能更好的理解和运用。 2. 设计任务要求 功能:1、当水位低于最低点时,电路能自动加水。 2、当高于最高点时,电路能自动停水。 3、该电路的直流电源自行设计。(可采用W78××系列) 要求:1、选择适当的元器件,设计该电路。以实现上述功能。 2、利用Proteus绘制其电路原理图并进行仿真。 3. 设计方案选取与论证 3.1设计方案的选取: (1)继电器式自动上水控制装置 继电器式水位控制装置工作原理是通过接入220V继电器控制电路的3个探测电极来检测水位高低,使继电器闭合或开启,控制水泵电动机的开停,达到控制水位的目的,控制电路较简单,但要注意以下几点: 1)在维修水塔中的水位探测电极时,须断开主回路和控制回路电源开 来使N线带电,造成维修人员的触电危险。 2)在水塔的低水位探测电极C的引线端,必须进行N线的重复接地。接地电阻要求小于4Ω,使C点水位探测电极保持良好的零电位,以利于继电器的可靠吸合,使自控电路运行稳定。 3)在水泵向水塔供水时,由于水流的冲击,使水塔内的水位波动起伏,容易导致继电器吸合、断开的频繁跳动,影响自控电路的正常稳定运行。

基于三菱PLC的水塔水位自动控制设计

电气工程学院 设计题目:水塔水位PLC自动控制系统 系别: 年级专业: 学号: 学生姓名: 指导教师:

电气工程学院《课程设计》任务书课程名称:电气控制与PLC课程设计 基层教学单位:电气工程及自动化系指导教师:

摘要 目前,大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。因此,不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。最初,大多用人工进行控制,由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测,很难准确控制水泵的起停。要么水泵关停过早,造成水塔缺水;要么关停过晚,造成水塔溢出,浪费水资源,给用户造成不便。利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。后来,使用水位控制装置使供水状况有了改变,但常使用浮标或机械水位控制装置,由于机械装置的故障多,可靠性差,给维修带来很大的麻烦。因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性,传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。 本文采用的是三菱FXZN型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心,对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位,将水位具体信息传至PLC 构成的控制模块,来控制水泵电机的动作,同时显示水位具体信息,若水位低于或高于某个设定值时,就会发出危险报警的信号,最终实现对水塔水位的自动。 关键词:水位自动控制、三菱FX2N、水泵、传感器

目录 摘要 ............................................................................................................................................................................ I 目录 ........................................................................................................................................................................... I I 第一章绪论 (1) 1.1本课题的选题背景与意义 (1) 1.2可编程逻辑控制器简述 (1) 第二章水塔水位控制系统硬件设计 (2) 2.1基于PLC的水塔水位控制系统基本原理 (2) 2.2水塔水位控制系统要求 (3) 2.3水塔水位控制系统主电路设计 (4) 2.4 系统硬件元器件选择 (5) 2.5 I/O口的分配及PLC外围接线 (6) 第三章水塔水位系统的PLC软件设计 (10) 3.1 水位控制系统的流程图 (11) 3.2 PLC 控制梯形图 (12) 3.3 水位控制系统的具体工作过程 (20) 第四章总结 (21) 参考文献 (22)

(完整版)液位检测与控制试验系统设计..

液位检测与控制试验系统设计 1.发展现状: 液位检测在许多控制领域已较为普遍,各种类型的液位检测装置也不少,按原理分有浮力式、压力式、超声波式、差压式、电容式等,这各种方法都根据其需要设计完成,其结构、量程和精度各有特色, 适用于各自的场合, 但都是基于固定液箱液位检测而设计。市面上也有现成的液位计,有投入式、浮球式、弹簧式等,绝大多数价格惊人。 “水是生命之源”,不仅人们生活以及工业生产经常涉及到各种液位和流量的控制问题,例如饮料、食品加工,居民生活用水的供应,溶液过滤,污水处理,化工生产等多种行业的生产加工过程,通常要使用蓄液池。蓄液池中的液位需要维持合适的高度,太满容易溢出造成浪费,过少则无法满足需求。因此,需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量,使得蓄液池内液位保持正常水平,以保证产品的质量和生产效益。这些不同背景的实际问题都可以简化为某种水箱的液位控制问题。因此液位是工业控制过程中一个重要的参数。特别是在动态的状态下,采用适合的方法对液位进行检测、控制,能收到很好的生产效果。高老师也进行了多次的实验得出了一些相关的数据,水箱液位控制系统的设计应用非常长广泛,可以把一个复杂的液位控制系统简化成一个水箱液位控制系统来实现。所以就选择了该题目的设计。由于液位检测应用领域的不同,性能指标和技术要求也有差异,但适用有效的测量成为共同的发展趋势,随着电子技术及计算机技术的发展,液位检测的自动控制成为其今后的发展趋势,控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面,操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数,这样能有效地减少工人的疲劳和失误,提高生产过程的实时性、安全性。随着计算机控制技术应用的普及、可靠性的提高及价格的下降,液位检测的微机控制必将得到更加广泛的应用。 所以,我们在此设计了这个简易的监测系统,一方面,节省了大量的经济开支;另一方面,让我们对监测系统有了更加深刻、透彻的了解,不仅增加了我们的感性认识,还促进了我们对于系统各个部分的深刻剖析,从传感器选型到整个

分离器液位自动控制系统的研制与应用

为了解决零散井站点的天然气和原油在分离过程中,因为不能自动 调节和控制分离器内的液位,造成天然气进入储油罐或原油进入气管 线的难题,利用分离器现有的部件,通过加装干簧管远传、数显表、 记录仪、电磁阀、报警器等仪器,研发制造出了一种分离器液位自动 控制系统。该系统具有自动化程度高,实现了分离器自动完成气液分离,连续计量及液位超限报警等功能,避免了现有技术需要人工操作,值班员工24小时盯住液位计进行量油,一旦值班人员精力不集中, 将会造成天然气管线内进入液体,储液罐内进入天然气等事故的发 生。 关键词:自动控制,信号远传,运行安全,降本增效 在油田开发过程中有大量的区块含油面积小,呈零散分布,区块间生产的油气不能进行汇集处理,只能在井站点自行气液分离,液体进入储液罐,通过罐车外运,天然气除自用外,多余的气量供给附近 的用户。 通过人工来调节排液阀门的开度,使分离器进、出液量在相对时间内保持平衡,但因油井生产状态及用户用气量的不同,使分离器进、出液量不平衡,当进液量多,出液量少时,就会发生分离器内的液体 进入到天然气管线内,堵塞气线,不但损坏设备造成经济损失,而且 降低企业的声誉;当进液量少,出液量多,气、液一同从排液阀中排出,进入到储液罐内,使大量的天然气外泄,既损失了气量又对环境 造成污染,还造成了安全隐患。针对以上所述的困难,应研发、设计 一种具有高度自动化分离器液位自动控制系统,从而解决现有技术中

的难题。 一、改进思路及方案实施 1.设计思路。 将分离器液体排出阀由普通阀门改为自动控制开关的电磁阀,原来由人工操作控制的分离器液位高度,实现由电信号自动控制,同时该系统具有自动报警功能,在值班室设有报警装置,当分离器计量排液系统不能自动排液,分离器内的液位超过上下警戒位时,报警系统开始启动运行,发出声光警报,提示工人及时进行排除。通过在现有 的计量系统基础上进行改动,在实现以上功能的同时,做到既不违反安全规定,又尽量减少投入。 尽量利用分离器现有的磁翻板液位计中的功能,根据磁翻板液位计内的磁浮标随分离器内液位高低发生移动,磁浮标移动到什么位 置,就在什么位置发出磁力线的特性,在磁翻板液位计上下计量标高处及在分离器上下液位警戒位处磁感电器元件,当磁浮标达到计量标高时,磁感电器元件在磁浮标磁力线的作用上,通过仪表转换成控制电磁阀的电信号,实现分离器排液阀门根据高度的设定值实现自动开关;如果出现故障不能自行关闭和开启排液阀时,磁浮标将继续上行 或下移,到达分离报警高度时,磁感电器元件转变成报警信号,值班 室内的警铃或警灯开始运行,警示值班人员去排除故障,故障不排除,警示不停。 2.组成及特征。 分离器液位自动控制系统主要由分离计量系统、信号传输系统、

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。 撰搞人教研室主任院长 签名 日期2010.10.6

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。 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

水塔水位PLC自动控制系统

电气工程学院课程设计说明书 设计题目:水塔水位PLC自动控制系统系别:电气工程及其自动化 年级专业: 13级应电2班 组员:贾猛、孟令军、修圣虎、李晶指导教师:郭忠南

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日益提高,微电子技术的飞速发展,在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工 业控制装置——可编程控制器(PLC)。随着科技的发展和现实暴露的一些问题,以便能更快捷更方便的完成一些任务,在工农业生产过程中,经常需要对水位 进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛,比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而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。 本文采用PLC进行主控制,在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的 导电性连续地全天候地测量水位的变化,把测量到的水位变化转换成相应的电 信号,主控台对接收到的信号进行数据处理,完成相应的水位显示、故障报警 信息显示、实时曲线和历史曲线的显示,使水位保持在适当的位置。 关键词:PLC(Programmable Logic Controller) 自动化水塔水位三菱PLC

第一章研究背景 (1) 1.1可编程控制器的产生及发展 (1) 1.2PLC的基本结构 (2) 1.3PLC的特点 (5) 1.4PLC的工作原理 (6) 1.5梯形图程序设计及工作过程分析 (8) 第二章水塔水位自动控制系统方案设计 (10) 第三章水塔水位自动控制系统硬件设计 (12) 3.1水塔水位控制系统设计要求 (12) 3.2水塔水位控制系统主电路 (12) 3.3水泵电机的选择 (13) 3.4水位传感器的选择 (13) 3.5可编程序控制器的选择 (14) 3.6PLC I/O口分配 (14) 3.7PLC控制电路原理图 (15) 第四章水塔水位自动控制系统软件设计 (17) 4.1程序流程图 (17) 4.2梯形图 (18) 第五章设计总结 (23)

水箱液位自动控制系统设计

目录 摘要 (1) 关键词 (1) 引言 (2) 1设计任务目的及要求 (2) 1.1 设计目的 (2) 1.2 设计要求 (2) 2系统元件的选择 (3) 2.1有自平衡能力的单容元件 (3) 2.2 无自平衡能力的单容元件 (4) 2.3单容对象的特性参数 (6) 3控制器参数的整定 (7) 3.1 参数的确定 (7) 3.2 电动机的数学模型 (9) 3.3 控制系统的数学模型 (10) 3.4 PID控制器的参数计算 (10) 4控制系统的校正 (11) 4.1 控制器的正反作用 (12) 4.2 串级控制系统 (12) 5系统的稳定性分析 (16) 5.1 系统的稳定性分析 (16)

5.2 控制系统的稳态误差 (17) 结束语 (19) 参考文献 (20) 致 (21)

水箱液位自动控制系统原理 摘要:水箱液位自动控制系统就是利用自身的水位变化进行调节和改变的系统,它自身具平衡能力,并由电动机带动下自动完成水位恢复的功能。水箱液位是由传感器检测水位变化并达到设定值时,水箱自己的阀门关闭,防止溢出,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。 关键词:有自平衡能力、无自平衡能力、电动机、单容对象、系统稳定 引言 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。 1 设计任务目的及要求 1.1 设计目的 通过课程设计,对自动控制原理的基本内容有进一步的了解,特别是水箱液位系统的设计。能把本学期学到的自动控制理论知识进行实践,操作。在提高动手能力的同时对常

液位自动控制系统

控制类系统设计 ——液位自动控制系统 摘要 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。 液位控制是工业中常见的过程控制,它对生产的影响不容忽视。该系统利用了常见的芯片,设计并实现了液位控制系统的智能性及显示功能。电路组成简单,调试方便,性价比高,抗干扰性好等优点,能较好的实现水位监测与控制的功能。能够广泛的应用于工业场所。 液位控制有很多方法,如,非接触传感。只需要将传感器紧贴在非金属容器的外壁,就可以侦测到容器里面液位高度变化,从而及时准确地发出报警信号,有效防止液体外溢或防止机器干烧。由于不需要与液体接触且安装简便,避免了水垢的腐蚀,可取代传统的浮球传感和金属探针传感,延长寿命。而本设计是基于纯电路的设计,低成本且抗干扰性好。在本设计中较好的实现了水位监测与控制的功能。 液位控制系统是以液位为被控参数的系统,液位控制一般是指对某控制对象的液位进行控制调节,以达到所要求的液位进行调节,以达到所要求的控制精度。

1 概述 液位控制系统是以液位为被控参数的系统,是现代工业生产中的一类常见的、重要的控制过程。而传统的液位控制多采用单回路控制,并采用传统的指针式仪表来显示液位值,使液位控制的精度和显示的直观性受到限制,而随着生产线的更新及生产过程控制要求的提高,要求液位系统有高的控制性能。基于此,本系统就设计了一种电路简单,调试方便且性价比高的系统,来完成液位的自动调控。本系统主要由四部分组成:显示模块、振荡模块、传感器模块和声光报警模块,系统简单易行。 系统框图如下: 2 硬结构与功能 2.1 该设计的总体结构 该设计是一块集多种电子芯片于一体的多功能实验板,实现了液位系统的控制及显示。主要功能器件包括:电源部分的7808,定时部分的555定时器,数字分段的LM3914等。 电路原理图如下图所示:

水塔水位自动控制电路设计

四川信息职业技术学院 毕业设计说明书 设计(论文)题目:________________________ 水塔水位自动控制电路设计 专业: 应用电子技术 班级: 学号: 姓名: 指导教师: 二〇一三年十二月五日

目录 摘要 (1) 绪论 (2) 第1章方案论证与分析 (3) 1.1系统功能要求 (3) 1.2整体方案 (3) 1.2.1方案比较与论证 (3) 1.2.2方案论证 (5) 第2章硬件设计与分析 (6) 2.1单片机最小系统 (6) 2.1.1芯片介绍 (6) 2.1.2单片机时钟电路设计 (8) 2.1.3单片机复位电路设计 (9) 2.2超声波测水位电路 (10) 2.3指示电路 (11) 2.3.1显示电路 (11) 2.4报警电路 (12) 2.5交流接触器工作原理 (12) 2.6整机电路工作原理 (13) 第3章软件设计 (14) 3.1主程序流程图 (14) 3.2中断流程图 (14) 第4章系统仿真与调试 (16) 4.1常用调试工具 (16) 4.1.1Keil 软件 (16) 4.1.2Proteus软件 (16)

4.2系统调试 (17) 第5章实物制作与调试 (18) 5.1PCB板的制作 (18) 5.2元件的装配 (19) 5.3调试与性能检测 (20) 参考文献 (22) 附录1 整机电路原理图 (23) 附录2 源程序 (24) 附录3 元器件清单 (27)

摘要 采用低功耗单片机为控制核心、辅以超声波水位状态采集模块、二极管指示模块、电源供电模块、扬声器报警模块设计的自动水塔水位控制系统,通过一只中间继电器来接通大功率的交流接触器,控制水泵的运行成功实现水塔水位控制功能,它具有电路简单、功能齐全、制作成本低、性价比高等特点,是一种经济、实用的自动水塔水位控制系统。硬件部分主要由单片机指示灯、继电器、蜂鸣器等基本外围电子电路组成。它设计的优点是当水位达到一定的位置时报警器开始报警。因此在生活实践应用中具有一定的价值。 关键字超声波检测;水位控制

水位自动控制装置

辽宁工业大学 电子技术基础课程设计(论文) 题目:水位自动控制装置 院(系): 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 教师职称: 起止时间:

课程设计(论文)任务及评语 院(系):电子与信息工程学院教研室:电子信息工程 学号学生姓名专业班级 课程设计 (论文)水位自动控制装置 题目 设计任务: 1 、水位自动控制在一定范围内(如 2 -6 米),当水位低至 2 米时使电机启动, 带动水泵上水;当水位升至 6 米时,使电机停转。 2 、因特殊情况水位超限(如高至7米、低至1米)报警器报警。 3 、设有手动按键,便于随机控制。 4 、由数码管直观显示当前水位。 课 程设计要求: 设 1 . 分析设计要求,明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用计 环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。 ( 2 . 确定合理的总体方案。对各种方案进行比较,以电路的先进性、结构的繁简、 论 并考虑器件的来源,敲定可行方案。 文成本的高低及制作的难易等方面作综合比较, ) 3 . 设计各单元电路。总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个 任 设计。 务 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进 右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。 指 导 教 师 评 语 及 成 绩 成绩:指导教师签字: 年月日

目录 第 1 章水位自动控制装置设计方案论证 (2) 1.1 水位自动控制装置的应用意义 (2) 1.2 水位自动控制装置设计的要求及技术指标 (2) 1.3 总体设计方案框图及分析 (2) 第 2 章水位自动控制装置各单元电路设计 (3) 2.1 信号产生部分 (3) 2.2信号处理部分 (4) 2.3 水位显示电路 (6) 2.4 电机控制电路 (8) 2.5 报警控制电路 (9) 第 3 章水位自动控制装置整体电路设计 (11) 设计总结 (12) 参考文献 (12)

水塔水位自动控制

实训三、水塔水位自动控制 一、实训目的 1、了解水塔水位自动控制工作原理。 2、掌握梯形图的编程方法和指令程序的编法。 3、掌握编程器的基本操作以及编程器的输入、检查、修改和运行操作。 二、实训器材 1、亚龙PLC主机单元一台。 2、亚龙PLC水塔水位自动控制单元一台。 3、计算机或编程器一台。 4、安全连线若干条。 5、PLC串口通讯线一条。 三、工作原理 水塔水位的工作方式: 当水池液面低于下限水位(S4为ON表示),电磁阀Y打开注水,S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水池液面高于上限水位(S3为ON表示),电磁阀Y关闭。 当水塔水位低于下限水位(S2为ON表示),水泵M工作,向水塔供水,S2为OFF,表示水位高于下限水位。当水塔液面高于上限水位(S1为ON表示),水泵M停。 当水塔水位低于下限水位,同时水池水位也低于下限水位时,水泵M不启动。 四、I/O分配表 表3-1水塔水位自动控制的I/O分配表

水塔上限位S1 水塔下限位S2 水池上限位S3 水池下限位S4 电磁阀Y 水泵M I0.1 24V 12V FU I0.2 I0.3 I0.4 1M 2M Q0.1 Q0.2 1L CPU 226 CN 五、I/O接线 图3-1 水塔水位自动控制的I/O 接线 六、实训步骤 1、先将PLC 主机上的电源开关拨到关状态,严格按图3-2 所示接线,注意12V 和24V 电 源的正负不要短接,电路不要短路,否则会损坏PLC 触点。 2、将电源线插进PLC 主机表面的电源孔中,再将另一端插到220V 电源插板。 3、将PLC 主机上的电源开关拨到开状态,并且必须将PLC 串口置于STOP 状态,然后通 过计算机或编程器将程序下载到PLC 中,下载完后,再将PLC 串口置于RUN 状态。 4、接通2. 5、2. 6、2.7(2.4 不接通),否则无法正确运行演示程序。 5、按下列步骤进行实训操作: (1)拨下限开关S4,电磁阀Y 亮,下限开关S4 复位。 (2)拨上限开关S3,电磁阀Y 灭,上限开关S3 复位。 (3)拨下限开关S2,水泵M 亮,下限开关S2 复位。 (4)拨上限开关S1,水泵M 灭,上限开关S1 复位。 各种限位开关初始状态都是朝下。 七、实物接线图 图3-2 所示水塔水位自动控制接线图。 八、思考题 当水池水位低于下限水位(S4 为 ON),电磁阀 Y 应打开注水,若 3 秒内开关 S4 仍未由闭合转为分断,表明电磁阀 Y 未打开,出现故障,则指示灯 Y 闪烁报警。

液位自动控制系统设计及调试

等级: 课程设计 2016年6月17日

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

简易水塔水位控制电路电子课程设计

目录 1 概述 (1) 2 系统总体方案设计 (2) 3 主要单元电路设计 (3) 3.1 电源电路 (3) 3.2 水位检测电路和水位范围测量电路 (3) 3.3 水泵开关电路及显示电路 (5) 4 元器件选型 (8) 4.1 水压传感器 (8) 4.2 比较器 (8) 4.3 稳压管 (9) 4.4 稳压芯片 (10) 4.5 普通二极管 (10) 4.6 发光二极管 (11) 4.7 三极管 (11) 4.8 电磁继电器 (12) 4.9 变压器 (14) 4.10 桥式整流电路 (14) 4.11 CD4011 (15) 4.12 迟滞比较器 (16) 结论及展望 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)

摘要 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12V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由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。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。继电器可以提供水泵所需要的交流电,而电流放大电路是由三极管组成,是一种比较典型的和简单的电路。用发光二极管的显示来检测水位状态和水泵的状态。 关键词水压传感器继电器比较器 1 概述 本次设计的是一个水塔水位控制电路,电路能够通过控制两个水泵实现对水位的控制。水位范围在S1~S2(S1<S2)之间,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。同时本电路设计了水位检测电路,通过发光二极管的显示来检测水位状态。 我们都知道,在日常生活和工业生产中,水位控制装置有着广泛的应用。如水塔、楼房水箱、锅炉等。水位控制装置的形式有很多种,浮子开关式,电节点式,压力式,电子式,微机式等。这些装置或多或少的存在着一些缺点:浮子开关式采用机械结构,维护起来不方便;微机式控制装置,虽然操作方便,但造价较贵。本文从实用型和经济型出发,设计了一种水位控制装置,该装置结构简单,维护方便,工作可靠性能价格比优良,而且在不同程度上克服了其他方法的一些缺点。可以在经济上节约资金,降低损耗,节约资源,有很多场合下均可采用。

液位自动控制系统设计与调试

课 程 设 计 2016年6月17 日

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

(完整版)《电力拖动自动控制系统》毕业课程设计变频液位自动控制

扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计 题目:变频液位自动控制系统 课程:电力拖动自动控制系统 专业:电气工程及其自动化 班级:电气 学号: 姓名: 指导教师: 完成日期:

第一部分 任 务 书

电力拖动自动控制系统课程设计任务书 一、课程设计的目的 通过电力拖动自动控制系统的设计、了解一般交直流调速系统设计过程及设计要求,并巩固交直流调速系统课程的所学内容,初步具备设计电力拖动自动控制系统的能力。为今后从事技术工作打下必要的基础。 二、课程设计的要求 1、熟悉交直流调速系统设计的一般设计原则,设计内容以及设计程序的要求。 2、掌握控制系统设计制图的基本规范,熟练掌握电气控制部分的新图标。 3、学会收集、分析、运用自动控制系统设计的有关资料和数据。 4、培养独立工作能力、创造能力及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。

三、课程设计的内容 完成某一给定课题任务,按给出的工艺要求、运用变频调速对系统进行控制。 四、进度安排:共1.5周 本课程设计时间共1.5周,进度安排如下: 1、设计准备,熟悉有关设计规范,熟悉课题设计要求及内容。(1.5天) 2、分析控制要求、控制原理设计控制方案(1.5天) 3、绘制控制原理图、控制流程图、端子接线图。(2天) 4、编制程序、梯形图设计、程序调试说明。(1.5天) 5、整理图纸、写课程设计报告。(1.5天) 五、课程设计报告内容 完成下列课题的课程设计及报告(课题工艺要求由课程设计任务书提供) 1、退火炉温度控制系统 2、变频液位自动控制系统设计 3、变频流量自动控制系统设计 4、变频供水系统设计 5、变频调速恒张力控制系统设计 6、变频器在温度控制系统中的应用 7、线缆设备恒张力变频器控制设计 六、参考书 1、陈伯时主编电力拖动自动控制系统(第二版) 机械工业出版社1992 2、陈伯时, 陈敏逊交流调速系统机械工业出版社1998

液位自动控制装置设计

2006年山东省大学生 电子设计大赛 液位自动控制装置 院系:自动化学院 参赛队员:徐坤增、王伟臣、高平 指导老师:张天开、张民、庞中华、郑钢、赵艳秋 编号:G甲0601 2006年9月8日至11日目录 一、题目要求

二、系统功能概述 三、方案论证与比较 1、传感器 2、A/D采集电路 四、系统框架 五、硬件电路设计 1、最小系统 2.液位控制及报警电路 2、ADCICL7135信号采集传输电路 4、键盘和显示电路 六、软件设计 七、测试分析 八、设计总结

一、题目要求 1、任务 设计并制作一个水位监测与控制装置,示意图如下图所示。 2、要求 (1)基本要求 (1)通过键盘可以设定B瓶里的液位(0-25cm内的任意值),并通过控制电磁阀(或类似于电磁阀的装置)使B瓶的液位达到设定值。 (2)液位误差不超过±0.3cm。 (3)液位超过25cm或液位低于2cm时发出警报。 (4)显示器能实时显示当前液位状态和瓶内液体重量,以及阀门状态。 (2)发挥部分 设计并制作一个由主站控制8个从站的有线监控系统。8个从站中,只有一个从站是按基本要求制作的一套液位监控装置,其它从站为模拟从站 (仅要求制作一个模拟从站)。

(1)主站功能: a.具有所有基本要求里的功能。 b.可显示从站传输过来的从站号和液位讯息,可控制从站液位。 c.在巡回检测时,主站能任意设定要查询的从站数量、从站号和各从站的液位讯息。 d.收到从站发来的报警信号后,能声光报警并显示相应的从站号;可自动调整从站液位为20cm。 (2)从站功能: a.能输出从站号、液位讯息和报警信号;从站号可以任意设定。 b.接收主站设定的液位控制信息并显示。 c.对异常情况进行报警和自动调整。 (3)主站和从站间的通信方式不限,通信协议自定,但应尽量减少信号传输线的数量。 (4)其它。 二、系统功能概述 本设计充分体现电子设计大赛的宗旨,利用MCS-51单片机结合数字芯片、模拟电路,完成了液位自动控制系统的设计与制作。实际测试表明,所设计的液位自动控制系统可很好地满足任务要求。 该电路能够通过键盘设定液位(0-25cm内的任意值),主机可以显示和设定从机的液位。通过传感器和ADC7135把当前液位传到控制器与设定值相比较,单片机控制电磁阀调节液位,使其接近设定值。 基本工作流程为:主机通过键盘设定自己和从机的液位,超声波传感器测出当前水位对应的电压值,再经过AD7135模数转化送入控制器与设定值相比较,单片机通过控制电磁阀调节主机液位,并且把设定值与当前值显示在LCD上;主机控制器通过485通讯对从机控制器传输设定值,从机控制器也可以如主机控制器一样对液位进行控制,并且通过LCD显示主机给定值与当前液位值;并利用485通讯把从机当前液位传给主机显示出来。 三.方案论证与比较 1.传感器 方案一:压力传感器 目前的液位压力传感器大部分是投入式静压液位变送器,而投入式静压液位传感器只有参考大气压才能进行准确测量,然而连接电缆中的通气会受到环境的影响,造成气管内壁冷凝,结露。露水滴到电子器件和传感器上,会影响精度或者输出漂移。同时,结露过快,变送器的使用寿命也会大大缩短。此压力传感器容易受到环境的影响而造成测量不准确,并且安装不方便。所以本设计不采用此传感器。 方案二:压阻式压力传感器 压阻式传感器是用集成电路工艺直接在硅平膜片上按一定晶向制作

简易水塔供水系统

第一章系统基本设计 第一节引言 随着生活水平的提高,水塔自动供水系统在日常生活及工业领域中应用相当广泛,本设计应用于工厂备用水源方面使用自动供水系统, 而以往水塔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,而本设计的主要作用是能够很好的节省劳动力,免去了传统的供水的繁琐,自动供水,适用于节约型经济社会。 本系统摒去一往的设计理念,将水的特殊导电性做成的水位传感器作为芯片的输入量传给芯片,经芯片处理后由继电器控制水泵的启动和停止。以确保给水、补水箱水位的平衡,并且还有指示灯来实现当前的工作状态。 第二节系统设计方案 1.2.1设计要求: 1、可以自动实现水位检测。 2、可以自动启动停止水泵。 3、有指示灯能够现实当前的工作状态。 1.2.2两种设计方案 方案一: 用单片机作为控制核心用六个液位传感器分别作为给水箱补水箱的上限位、中限位和下限位传感器,从而利用单片机采集信号、处理来控制电机起停实现补水与否和工作状态指示。 方案二: 系统以模拟,数字混合电路为核心,利用水的特殊导电性做成的水位传感器作为芯片的输入量。通过逻辑门电路的组合来实现控制。与非门电路组成给水箱控制电路实现给水箱的补水;用与门电路的组合实现补水箱控制电路,控制给给水箱补水与否;最后通过两个二极管的开通

和关断来实现电机的启动与停止以及工作指示灯的指示。 对比以上两种方案都可以实现系统要求,但方案一成本高,电路复杂,并且还需要软件的调试。考虑到系统的精度不需很高,确定选择方案二的设计。

第二章电源电路 电源采用三端稳压器结构。电路有整流、滤波及三端稳压等环节组成,如图2-1 图2-1 电源电路 第一节单相桥式整流 桥式整流电路由变压器、四个二极管组成的整流桥和滤波电容等器件组成,属于全桥整流电路。整流过程如图2-1 当u2是正半周时,二极管VD1和VD3导通,而二极管VD2和VD4截止,负载上的电流自上而下流过负载,负载上得到与u2的正半周期相同的电压。 当在u2负半周时,u2的实际极性是下正上负,二极管VD2和VD4导通而VD1和VD3截止,负载上的电流仍然自上而下流过负载,负载上得到了与u2正半周相同的电压。

水位自动控制装置的原理图

西安祥天和电子科技有限公司详情咨询官网https://www.360docs.net/doc/ae8226729.html, 主营产品:液位传感器水泵控制箱报警器GKY仪表液位控制系统,液位控制器,无线传输收发器等 水位自动控制装置的原理图 水位自动控制装置主要由以下三个部分组成: 液位信号的采集液位信号的传输液位系统的控制装置 1.液位信号的采集 液位信号的采集主要是选择合适的液位传感器。液位传感器的发展从最早的电极式、UQK/GSK传统浮子、到现在的压力式、光电式和GKY液位传感器等,形成了多种液位控制方式。电极式便宜简单,但在水中会吸附杂质,使用寿命短。传统浮子与相对滑动轨道之间只有1mm 左右的细缝,很容易被脏东西卡住,可靠性较低。这些是不能在污水中使用的。光电式也不能用于污水,因为玻璃反射面脏了就会出现误判断。GKY液位传感器可以弥补这些缺陷,在污水和清水中可以使用。所以液位控制的系统设计应该根据具体使用环境慎重选择传感器,但多数人却忽略了这一点,因为液位传感器太小了,在工程中常常微不足道。其实,液位传感器是液位控制系统的关键,它决定了控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。如果选择不当,将会导致控制系统故障频发,甚至瘫痪,这是导致现有很多液位自动控制系统使用不到一年就失灵的重要原因。 不同液位传感器检测液位的原理是不同的,具体可参见百度文库中“如何选择液位传感器”“什么是液位开关液位开关原理”等文章。 2.液位信号的传输 液位信号的传输可以有有线和无线两种方式。有线就是通过普通电缆线或屏蔽线传输,大部分传统液位传感器通过普通的BV线就可以了,传输信号易受干扰的压力式、电容式传感器需要用屏蔽线传输而且距离不能太远。 在传输距离远或不方便铺设传输线路的场所,需要使用无线液位传输系统。无线液位传输系统可以有多种方式:第一种是直接采用无线收发设备传输液位信号,如GKY-WX。这种方式发射天线和接收天线之间不能有阻挡,障碍物会使传输信号大幅度衰减。现在很多场合难以

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