PLC水塔水位控制的迫切需要毕业论文

1.水位智能检测系统的设计原理？

实验表明，纯水几乎不导电，但自然界和人们日常使用的水中会含有一些Mg2+和Ca2+等离子体，它们的存在使水导电。这个控制装置是利用水的导电性来完成的。？

如图1所示，虚线表示允许水位变化的上下限。正常情况下，水位应保持在虚线范围内。因此，在水塔的不同高度安装了三根金属棒来感应水位的变化。

图1水位检测示意图

其中，B杆处于下水位，C杆处于上水位，A杆接+5V电源，B杆和C杆分别通过一个电阻接地。？

水塔由电机驱动向水泵供水，单片机控制电机转动，达到水位控制的目的。供水时，水位上升。当达到上限时，由于水的导电作用，杆B和C连接到+5V。所以B和C两端都是1的状态。此时应停止电机和水泵，不要向水塔供水。

当水位下降到下限时，B杆和C杆都不能与A杆导电，所以B杆和C杆两端都处于0的状态。这时要启动电机带动水泵工作，向水塔供水。

当水位在上下限之间时，B杆和A杆连接，B端处于1状态。端子c处于0状态。此时电机是否一直在驱动水泵给水塔加水，水位是否在上升；或者电机不工作，水位随着水在下降。应该继续保持他们原来的工作条件。？

2.基于单片机控制的水塔水位控制系统？

1?单片机控制电路？

水塔的水位控制电路如图2所示。？

2?正向通道设计

图2水塔水位控制电路

由于使用的信号是脉冲信号(开关量)，其频率随水位变化，所以在电路设计中省略了A/D。在转换部分，由于采用了数字脉冲信号通信，不仅降低了硬件电路的成本，而且提高了系统的抗干扰能力、稳定性和准确性。？

输入可变脉冲信号发送到80365438的P10和P11引脚电平。接收到信号时，输入脉冲使其输出高电平，无信号输入时，无触发脉冲，转为低电平。程序控制8031周期性采样P11和P10的引脚电平，达到控制的目的。？

3.微机控制数据处理部分？

在电路设计中，充分利用现有8031端口的功能，同时考虑扩展，尽量节省元器件，既能降低成本，又能提高可靠性。

(1)使用8031单片机。水塔的水位控制电路如图3-1所示。接收电路得到频率随水位变化的调频脉冲，反映储水箱中水位的高低。通过对信号的处理，可以实现水位控制和故障报警的功能。为了完成这项任务，

最好的选择是用微机控制。实验中采用MCS-51系列弹片机8031作为CPU。完成接收信号的数据处理，以及相应的水位控制和故障报警等功能。8031芯片的内部结构框图如图3所示。？

从图3中大致可以看出，它包含了运算器、控制器、片内存储器、四个I/O接口、串行接口定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能部件。图中SP是一个堆栈指针寄存器，堆栈区域占用了片内RAM的一些单元。没有通用寄存器(工作寄存器)，因为单片机有内存，和访问工作寄存器一样方便，所以放了一定量的片内RAM

字节被指定为工作寄存器区；毕业生工作签证

是程序状态字寄存器，简称程序状态字，相当于其他计算机的标志寄存器；DPTR是一个数据指针寄存器，在访问片外ROM、片外RAM甚至扩展I/O接口时特别有用。B寄存器也称为乘法寄存器，与累加器a配合工作。

功，可以乘除。实验中8031的时钟频率为6MHz。因为8031没有内置ROM，所以需要扩展程序内存。该系统采用2732EPROM扩展4K程序存储器，对应的地址空间为0000 h ~ 0 ffh。

(2)74LS373用作地址锁存器。74LS373的芯片上有八个三态门的D锁存器，其结构原理图如图4所示。当使能端G为高电平时，平时可以更新锁存器中的内容，回到低电平的瞬间可以实现锁存。这种情况下，芯片的输出控制端为低，即输出三态门打开，锁存器中的地址信息可以通过三态门输出。除了74LS373，84LS273，8282，8212等芯片也可以作为地址锁存器，只是连接方式略有不同。因为布线复杂，硬件多用，有点贵，所以不如74LS373常见。

图3 8031芯片内部结构框图

(3)两个水位信号由P10和P11输入，这两个信号* * *有四种组合状态。如表3-1所示。第三种组合(b=1，c=0)在正常情况下是不可能发生的，但在设计中要考虑，视为故障状态。？

表3-1水位信号状态表

C(P11) B(P10)操作

0 0电机运行

0 1保持不变

1 0故障报警

1电机失速

(4)控制信号由P12端子输出，控制电机。为了提高控制的可靠性，采用了光电耦合。

4.报警电路？

这个系统使用发光二极管。当控制电路出现故障时，P13置零，发光二极管点亮，报警。？

5.软件设计？

一个应用系统，要完成各种功能，首先要有相对完善的硬件做保障。同时还必须有设计合理的软件支持，特别是在微型计算机应用飞速发展的今天，很多由硬件完成的任务都可以用软件编程来代替。甚至一些必须用非常复杂的硬件电路才能完成的任务，有时候用软件编程就变得非常简单，比如数字滤波、信号处理等等。因此充分利用其内部丰富的软硬件资源，采用MCS-51汇编语言和结构化编程方法进行软件编程。该系统程序由主控制程序和延时子程序组成。主控程序是核心。它控制着整个系统程序的运行和跳转。流程图如图5所示。包括系统初始化、数据处理、故障报警等。？

电路的具体工作条件如下:

(1)当水位低于B时，由于A极与C极、A极与B极空气绝缘，P10、P11得到低电平，均置0，单片机控制电路使P12置0，继电器接通，启动水泵向水塔注水；？

(2)当水位高于B低于C时，P10设置为1，P11设置为0，因此继电器始终处于开启状态，以保护自身免受电击，所以当水位升至B以上时，继电器并未立即释放，电极仍在供水；

③当水位达到C时，P10和P11都设置为1，单片机控制电路将P12设置为1，继电器释放，水泵停止工作；？

(4)在用水过程中，水位降到C以下，P11设置为0，P10设置为1，维持原来的状态，电机不工作，直到降到B以下，以此类推。？

当系统出现故障时，通过P13置零，输出报警信号，驱动发光二极管进行光学报警。

三、结论？

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、新技术和新材料的发展给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，智能检测系统发挥着越来越重要的作用。测试设备像神经和感官一样，源源不断地向人类提供关于宏观和微观世界的各种信息，成为人们认识和改造自然的有力工具。

现代广义智能检测系统应包括所有计算机(单片机、PC机、工控机、系统计算机)作为信息办公室。

管理核心测试设备。因此，智能检测系统包括信息采集、信息传输、信息处理和信息输出等多个硬件和软件环节。从某种程度上说，智能检测系统的发展水平体现了一个国家的技术和设计水平。？

本课题的内容是“智能水位控制系统”。水位控制广泛应用于日常生活和工业领域，如水塔、地下水和水电站的水位控制。以往水位的检测都是人工完成，值班人员全天候监控水位的变化，并通过有线电话及时向主控室汇报水位的变化。然后主控室启动电机进行给排水。显然，上述重复性的工作在人员、时间和金钱方面都会造成极大的浪费。同时也容易犯错误。因此，迫切需要一种能自动检测水位并根据水位变化进行调节的自动控制系统。这是我研究的课题。？

水位检测可以通过机械控制、逻辑电路控制、机电控制等多种方式实现。本实验采用单片机和时基集成电路两种方法进行主控，并在水池上安装了水位自动测量装置。利用水的导电性全天候连续测量水位的变化，并将测得的水位变化转换成相应的电信号。控制台采用单片机或时基集成电路对接收的信号进行处理，完成相应的水位显示、控制和故障报警功能。？

参考资料？

1.丁单片机原理及应用机械工业出版社2000？

2.滕兆生罗智能检测系统与数据融合机械工业出版社2000

3.孙自动控制原理中央广播电视大学出版社1999