水位控制器课程设计

河南科技学院机电学院电子课程设计报告（论文）

题目：水位控制器

专业班级: 电气工程及其自动化132班

姓名：************

时间：2014.12.28～2015.01.10

指导教师：张伟邓丽媛

完成日期：2015年01月10日

水位控制器设计任务书

1．设计目的与要求

设计一个水塔或锅炉水位控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：

（1）多点水位实时采集和显示功能；

（2）当水位低时，启动水泵自动加水，达到高水位时自动停止水泵；

（3）当达到警戒水位（高水位或低水位）时，电路能够自动报警提示；

（4）具备报警消音控制功能；

（5）所设计的电路具有一定的抗干扰能力。

2．设计内容

（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；

（2）确定元器件及元件参数；

（3）进行电路模拟仿真；

（4）SCH文件生成与打印输出。

3．编写设计报告

写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

4．答辩

在规定时间内，完成叙述并回答问题。

1 引言 (1)

2 总体设计方案 (1)

2.1 设计思路 (1)

2.1.1水位控制系统的流程图 (2)

2.1.2水位控制系统的流程 (2)

2.2总体设计框图 (2)

3 设计原理分析 (2)

3.1逻辑关系表 (2)

3.2控制原理 (3)

3.3 总控制电路 (3)

3.4局部仿真电路 (3)

3.5显示电路 (3)

4 总结与体会 (4)

参考文献 (5)

附录1 (6)

附录2 (7)

引言

随着现代科技的发展，智能化是未来科技发展的趋势。而且水是人类不可缺少的一部分，所以自动供水是非常重要的。水位控制乃为自动供水的核心。本文采用简单的数模电知识，运用逻辑电路控制电路。

总体设计方案

下图1为水位控制原理图。在水箱内的不同高度安装1根水位监测器，以感知

水位变化情况，能用数码管显示水箱的液位，液位分1，2，3档，当检测到水位低

于1档时，发出缺水报警，并通过继电器打开电磁阀M1M2向水箱供水，当水位超过1

档时，停止缺水报警，但M2继续供水，当水位超过2档时，M1开始供水，M2停止工

作直到水位达到3档为止，关闭电磁阀。接＋5V电源，1，2，3各通过一个霍尔元件，

当磁悬浮球经过霍尔元件时使霍尔元件表面产生压差并对外产生一个电压信号经

过处理后进入控制性系统。

设计思路

图 1

图 2

图 2 为水位模拟仿真图，经过采集信号后进行放大处理，然后进入控制系统。

水位控制系统的流程

3 设计原理分析

3.1 逻辑关系表

当三个采集点收集三个点传来的信号时，经过放大后处理后，使继电器工作，并驱动电机工作。

控制所用芯片 74LS00

74LS04 74LS02

图4

控制部分仿真

图 5

4 总结与体会

完成整个课程设计虽然很累但收获颇多。制作过程遇到的问题主要是原理图的设计以及修改补充，如档位增加，修改报警电路，整个过程集设计分析、动手操作、实物检测于一体。设计分析考验我们查找资料及知识积累和团队合作的精神，动手操作考验我们实际操作和美观设计的能力，实物检测考验我们分析错误、解决错误的能力。实验中我们不仅回顾了以前的书本知识，而且还学习到很多课外有关的知识和其他一些好的方法，实验就是一个不断进步的过程。

参考文献

[1] 康华光．数字电子技术基础（第五版）［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2006

[2] 付家才.电子实验与实践［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2004

[3] 卿太全，李潇，郭明琼．常用数字集成电路与应用［Ｍ］.北京：人民邮电出版社，2006

附录1 总体电路图

图6

附录2 仿真图

水塔液位控制系统课程设计

集美大学机制专业课程设计论文（机电方向）基于FX1N– 60MR可编程控制器的水塔液位控制系统专业：机械设计制造及其自动化（09级）姓名：陈剑民班级：机械0995（机电方向）学号：2009934139 指导教师：弓清忠雷慧

集美大学机械专业（机电方向）课程设计任务书姓名：陈剑民院（系）：集美大学诚毅学院专业：机械工程及其自动化班级学号：机械0995班2009934151 任务起至日期：2012 年12 月 3 日至2012 年12 月21 日课程设计题目：基于FX1N– 60MR可编程控制器的自动售货机控制系统立题的目的和意义：现代制造业要求生产设备和自动化生产线的控制系统必须具备极高的可靠性和灵活性，可编程控制器正是顺应这一要求出现的。它已经成为当代工业自动化的三大支柱之一。《可编程控制器原理及其应用》课程是培养学生具有机电一体化设计能力的技术基础课，其专业课程设计是本课程的重要实践环节，是本专业方向第一次较全面的设计训练。专业课程设计要达到的如下主要目的： 1）培养学生综合运用本课程及其它有关先修课程的知识，去分析、解决实际工程问题的能力，深化、扩展本课程的理论知识； 2）能够对原有的继电器接触控制系统进行改造和设计新的控制系统； 3）使学生掌握可编程控制器系统设计的一般方法和步骤，培养学生独立的工程设计能力，树立正确的设计思想，为今后工作打下良好的本专业工程基础。通过绘制完整的电器原理图，端子接线图，控制流程图，编制相应程序，进行系统调试等环节，掌握PLC系统软、硬件设计方法，了解这项技术的最新发展动态，熟悉国家标准，培养学生的基本技能，从而为接下来的毕业设计打下良好的

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。其对新装置性能提出的要求就是著名的GM10条，即（1）编程简单，可在现场修改程序。（2）维护方便，最好是插件式。（3）可靠性高于继电器控制柜。（4）体积小于继电器控制柜（5）可将数据直接送入管理计算机。（6）在成本上可与继电器控制柜竞争。（7）输入可以是交流115V。（8）输出可以是交流115V、2A以上，可直接驱动电磁阀。（9）在扩展时，原有系统只要很小变更。（10）用户程序存储器容量至少能扩展4KB。这十项指标就是现代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普通计算机，它与有关的外部设备，按照“易于与工业控制系统连成一体”和“便于扩充功能”的原则来设计。用可编程控制器代替了继电器—接触器的控制，实现了逻辑控制功能，并且具有计算机功能灵活、通用性强等优点，用程序代替硬接线，减少了重新设计，

简易水位控制器

University of South China 电子技术课程设计说明书设计题目：简易水位控制器专业：电气工程及其自动化年级：08级学号：姓名：指导教师： 2011年 1 月13日

南华大学电气工程学院《电子技术课程设计》任务书设计题目：简易水位控制器专业：电气工程及其自动化

电子技术课程设计任务书一．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：简易水位控制器设计 1、简便水塔水位控制器具有四个水位检测输入，由低到高分别为H1、H 2、H 3、H4；380V交流驱动功率为10KW的水泵电动机分别为M1、M2；控制器根据水位状态控制水泵工作。 2、控制要求（1）在各水位检测点，应能准确可靠地检测出水位状态，报选用的传感器要求不受长期水泡工作环境影响；（2）当水位低于H1时，M1与M2同时工作；当水位高于H4时，M1与M2同时停机；（3）当水位由H1上升到H3时，关掉M1；（4）当水位由H4上升到H2时，打开M1； 3、备用泵控制要求当两台工作水泵任一台发生故障时，应能检测出故障，并使备用水泵投入工作，备用水泵投入后，对故障水泵有相应指示。 4、主电路及控制电路设计

二．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：设计电路（主电路及控制电路），安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。三．主要参考文献： [1]谢自美。电子线路设计、实验、测试[M]华中理工大学，2001 [2] 彭介华. 电子技术课程设计指导[M]. 北京：高等教育出版社，1997 [3] 康华光，数字电子技术，北京：高等教育出版社，1998 [4] 陈明义. 电工电子技术课程设计指导[M]. 长沙：中南大学出版社，2002 [5]电机拖动

水塔水位控制系统电子课程设计全文.

水塔水位控制系统电子课程设计全文. 一、水塔水位控制系统的概述水塔水位控制系统是一种自动水位控制系统，主要应用于水塔的水位管理，它可以自动检测水塔的水位，并根据预设的设定值来控制水塔的水位。系统中的核心部分为水位传感器，用于实时监测水箱的水位，上位机通过水压变送器和电磁阀控制水箱水位。水塔水位控制系统可以有效控制低水位、高水位等水位状况，提高水塔供水效率，减少水质污染。水塔水位控制系统主要由以下组成： 1.水位传感器：水位传感器安装在水塔内，用于实时检测水塔内水位，传感器将水位数据转换成信号，供上位机控制体系读取。 2.水压变送器：水压变送器通过水压变频器把信号转换成变动的阀门控制电流，用于控制水塔水位，保持在安全范围。 3.电磁阀：电磁阀用于控制水塔内水位，当水位过高时，电磁阀自动开阀引水排出；当水位过低时，电磁阀自动关阀，停止水位控制。 4.上位机：上位机主要用于控制系统的数据采集和参数设置，实时显示水位变化，记录水塔的水位变化，��便用户管理。水塔水位控制系统的工作原理主要是通过水位传感器实时检测水塔水位，把水位高度数据转换成信号，由上位机控制，再经过水压变送器，控制电磁阀的开关，一旦水位超过预设的范围，系统将自动打开阀门，排出多余的水，当水位低于设定值时，阀门将自动关闭，以保持水位在安全范围内。 1.可实现自动控制，减少人工介入，安全性高。 2.系统运行可靠，采用传感器及计算机控制技术，精准可靠，运行稳定性高。 3.采用智能及精确控制技术，精确度高，水位控制精度可达0.1米。 4.可扩展性强，系统布线简单，无需增设其他电源，可根据实际需要，自动添加检测和控制元件。五、安装工作 1.根据实际水位检测点的位置安装水位传感器。 2.安装及调试水压变送器。 3.根据需要设置水位控制器参数，包括水位上、下限及低压保护阈值等。

水位控制器课程设计

河南科技学院机电学院电子课程设计报告（论文）题目：水位控制器专业班级: 电气工程及其自动化132班姓名：************ 时间：2014.12.28～2015.01.10 指导教师：张伟邓丽媛完成日期：2015年01月10日

水位控制器设计任务书 1．设计目的与要求设计一个水塔或锅炉水位控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）多点水位实时采集和显示功能；（2）当水位低时，启动水泵自动加水，达到高水位时自动停止水泵；（3）当达到警戒水位（高水位或低水位）时，电路能够自动报警提示；（4）具备报警消音控制功能；（5）所设计的电路具有一定的抗干扰能力。 2．设计内容（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件及元件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）SCH文件生成与打印输出。 3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。

目录 1 引言 (1) 2 总体设计方案 (1) 2.1 设计思路 (1) 2.1.1水位控制系统的流程图 (2) 2.1.2水位控制系统的流程 (2) 2.2总体设计框图 (2) 3 设计原理分析 (2) 3.1逻辑关系表 (2) 3.2控制原理 (3) 3.3 总控制电路 (3) 3.4局部仿真电路 (3) 3.5显示电路 (3) 4 总结与体会 (4) 参考文献 (5) 附录1 (6) 附录2 (7)

引言随着现代科技的发展，智能化是未来科技发展的趋势。而且水是人类不可缺少的一部分，所以自动供水是非常重要的。水位控制乃为自动供水的核心。本文采用简单的数模电知识，运用逻辑电路控制电路。总体设计方案下图1为水位控制原理图。在水箱内的不同高度安装1根水位监测器，以感知水位变化情况，能用数码管显示水箱的液位，液位分1，2，3档，当检测到水位低于1档时，发出缺水报警，并通过继电器打开电磁阀M1M2向水箱供水，当水位超过1 档时，停止缺水报警，但M2继续供水，当水位超过2档时，M1开始供水，M2停止工作直到水位达到3档为止，关闭电磁阀。接＋5V电源，1，2，3各通过一个霍尔元件，当磁悬浮球经过霍尔元件时使霍尔元件表面产生压差并对外产生一个电压信号经过处理后进入控制性系统。设计思路图 1 图 2

课设：水塔水位控制器设计

目录 1．设计任务与要求 (2) 2．方案比较与论证 (3) 2．1各种方案比较与选择 (3) 2．2方案证论 (3) 3．总体设计框图 (4) 4．选择器件 (5) 5．单元模块设计 (7) 5．1信号产生部分 (7) 5．2信号处理部分 (8) 5．3水位显示电路 (8) 5．4 电机控制电路 (9) 5．5 报警控制电路 (10) 6．最终电路 (12) 7．结论 (13) 8．设计总结 (13) 参考文献 (13) 附录 (15)

水塔水位控制器设计摘要在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量与监控。水位控制在日常生活中的应用也相当的广泛，比如水塔，地下水，水电站等情况下的水位控制。而实现水位监测可以有多种方法实现，比如机械控制，逻辑电路控制，机电控制等。本文采用数字电路进行主控制。在水塔上安装一个自动测水装置。利用水的导电性能，连续地全天候地对水位进行监测，把测得的水位变化转换成相应的电平信号，主控电路根据电平信号经74LS147编码器编码后，对电机进行控制。以完成相应水位显示、故障报警等一些任务。完成对水塔水位的控制。关键词：水位控制数字电路74LS147 编码器 1．设计任务与要求 1．1设计并制作一个水塔水位控制器该控制器具有四个水位检测输入，由低到高分别为H1、H2、H3、H4；功率为10KW的水泵电动机分别为M1、M2；控制器根据水位状态控制水泵工作。 1．2控制要求 1．水位检测，要求不受长期水泡工作环境影响； 2．当水位低于H1时，M1与M2同时工作；当水位高于H4时，M1与M2同时停机； 3．当水位由H1上升到H3时，关掉M1； 4．当水位由H4上升到H2时，打开M1； 1．3备用泵控制要求当两台工作水泵任一台发生故障时，应能检测出故障，并使备用水泵投入工作，

课程设计--- 水位控制器的设计

课程设计 2010年7月31日

课程设计任务书课程低频数字电子线路课程设计题目水位控制器的设计主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个水位控制器，使水位稳定在固定的一点上，误差在±1cm。实现对水位的实时监测和LED数字显示。测量水位信号为模拟量。基本要求： 1.画出水位控制器的结构框图。 2.画出系统原理电路图。 3.对电路进行仿真实验。 4.按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。主要参考资料： [1] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001. [2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997. [3] 孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，1998. [4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002. 完成期限2010年7月31日指导教师专业负责人 2010 年7 月22 日

一、任务技术指标 1、将测量水位的模拟信号整形后输入； 2、使水位稳固在一点上，误差为±1cm，对水位实行实时监测； 3、通过LED数字显示当前水位及抽水、排水状况； 4、用MULTISIM进行仿真实验。二、总体设计思想 1.基本原理（1）根据水的弱导电性,当水位低于-1cm时，输入信号u1，u5为低电平,经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为高电平。v1为高电平，则继电器J1吸合，抽水机M1工作，进行抽水，此时 D1发光。v2 经反相器后变为低电平，所以J2断开，抽水机M2不工作。（2）当水位高于+1cm时，输入信号u1、u5为高电平，经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为低电平。v2经反向器后变为高电平，此时，继电器J2耦合，抽水机M2工作，进行排水，此时由于编码器的优先选择性D5发光。由于v1为低电平，所以J1断开，抽水机M1不工作。（3）当水位处于要求的范围内时，输入信号u1为高电平，u5为低电平。输出信号v1为低电平，v2为高电平。此时，J1、J2断开，M1、M2都不工作。根据编码器的优先选择性,接触水的探测点中最高的被编码,则探测点对应的LED发光(D1、D2、D3、D4、D5)，这样根据所亮的灯就可以判断出水位所处的范围。 2.系统框图

水塔水位控制系统课程设计.概要

课程设计说明书课程名称: 电气控制PLC课程设计课程代码: 题目: 水塔水位控制系统设计学生姓名: 学号: 年级/专业/班: 2012级机电1班学院(直属系): 指导教师:

课程设计指导教师成绩评定标准及成绩评定表学生姓名：学号：年级/班：所属学院(直属系)：所在专业：项目分值优秀 (100≥x≥90) 良好 (90>x≥80) 中等 (80>x≥70) 及格 (70>x≥60) 不及格 (x<60) 评分学习态度15 学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨, 不能保证设计时间和进度技术水平与实际能力25 设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题论文(计算书、图纸)撰写质量60 结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰成绩评定：指导教师签名：年月日

数电课程设计—水位自动控制电路

数电课程设计——水位自动控制电路一、设计任务水位自动控制电路利用555定时器,设计一个水位自动控制电路。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） 4 能用LED灯指示所在的水位要求：1、选择适当的元器件，设计该电路。以实现上述功能。 2、利用Protel99绘制其电路原理图。 3、对每个元器件选择合适的封装，形成网络表文件 4 选择正确的布线规则，形成该电路的PCB板图二、实际设计（一）系统框图与原理图设计水位检测显示电路

水位自动控制电路水位自动控制电路总原理图（二）电路工作原理

水位检测显示电路原理本例介绍的水位指示器，采用LED发光二极管指示高、中、低3级水位，可用于水箱、水池、水塔、锅炉和地下水井等处的水位指示。电路工作原理该水位指示器电路由水位电极A-D、电阻器Rl-R6、电容器Cl-C3、时基集成电路ICI-IC3和发光二极管VLl-VL3组成，如图所示。在水箱内无水时，+6V电压经Rl-R3分别加至ICl-IC3的2脚和6脚，使之为高电平，ICl-IC3的3脚均输出低电平，VLl-VL3均不亮。当加水至低水位电极A处时，电极A通过水的电阻与接地端D连接，使ICl的2脚和6脚电压降至2V以下，ICl内电路翻转，其3脚输出高电平，将VLl点亮，指示水箱内水位已达到低水位。当加水至中水位电极B处时，IC2的3脚输出高电平，使VL2也点亮，指示水箱内水位已达到中水位。当加水至高水位电极C处时，IC3的3脚输出高电平，使VL3点亮(此时VLI-VL3均点亮)，指示水箱内水位已达到高水位，水箱已满，应停止加水。当用户用水、使水箱内水位降至电极C以下时，IC3的2脚和6脚由低电平变为高电平(为4V以上)，IC3翻转，3脚变为低电平，VL3熄灭。同理，当水位分别降至电极B和电极A以下时，lC2和IC1的3脚将依次输出低电平，使VL2和VLl依次熄灭。当VLl-VL3均熄灭时，表示箱内的水已用完，应继续水。元器件选择 Rl-R6选用1/2W金属膜电阻器或碳膜电阻器。 Cl-C3选用涤纶电容器或独石电容器。 VLl-VL3均选用φ5mm的发光二极管。 lCl-IC3均选用NE555型时基集成电路。电极A-D可使用塑皮粗铜线制作:铜线端部的绝缘塑皮应去掉1-2cm，将金属部分折弯与地面平行，分别安装在水塔内不同的高度即可水位自动控制电路原理电路中，NE555组成R-S触发器，作为主控电路。R1. R3. R4组成属于端分压偏置电路，它将R-S触发器的R端与S端分别偏置在不大于2Vdd/3的状态。三个探测极A B C 在水塔中的位置如图所示。

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。

基于AT89C51单片机的水位控制系统的课程设计

基于单片机的水位控制系统设计目录

1概述 (2) 2设计的基本任务和要求 (3) 2.1 基本功能 (3) 2.2塔水位控制原理 (4) 2.3 系统硬件总体方案 (4) 3控制系统方案设计 (4) 3.1系统硬件方案 (4) 3.2 核心芯片AT89C51单片机 (5) 3.3系统软件总体方案 (6) 4.Proteus设计与仿真 (7) 4.1元器件清单 (7) 4.2基于单片机水位控制原理图5 (8) 4.3基于单片机的水位控制PCB图6 (8) 4.4水位检测的主程序 (9) 4.5 实验仿真结果 (12) 4.6 结语 (12) 5 设计体会 (12) 参考文献 (13) 1概述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。液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3) 具有水体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、安全性综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制液体液位是很好的选择。目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。在上海,新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚,在生产过程中需要新型的测控装置与系统,因此在不断的努力研究与开发。上海的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究,对理论、算法和成果的论文较少;深圳在研制新型的测控装置与系统领域也比较有成就,尽管与其他国家比较尚有差距,但是,深圳的高校、研究院所的最大的特点就是实际,与生产实际应用项目无关的问题基本不去考虑,主要考虑选取什么材料,测控什么物理量,优点是什么,与机器设备的通讯接口等等。 2设计的基本任务和要求 2.1 基本功能本设计是采用AT89C51单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的水体液位控制系统,在用液位传感器测液位的同时, CPU循环检测传感器输出状态,并用3位七段LED显示示液位高度,检测液位数据,实施报警安全提示,当水体液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动关闭水泵或打开排水泵。

dcs锅炉液位控制系统课程设计

dcs锅炉液位控制系统课程设计一、引言 DCS锅炉液位控制系统是一种自动化控制系统，用于监测和调节锅炉中的液位。在现代工业生产中，锅炉是不可或缺的设备之一，因此对锅炉液位控制系统的设计和优化显得尤为重要。本文将从以下几个方面对DCS锅炉液位控制系统进行课程设计。二、系统概述 1. 系统结构：DCS锅炉液位控制系统由传感器、执行器、控制器和监视器等组成。 2. 系统功能：该系统主要实现对锅炉中水位的监测和调节，确保锅炉在安全运行的同时提高工作效率。三、传感器设计 1. 传感器原理：利用压力传感器检测水面高度，并将检测结果转换成电信号输出。 2. 传感器选型：选择精度高、稳定性好、抗干扰能力强的压力传感器。 3. 传感器安装：将传感器安装在锅炉侧面，保证与水面垂直，并采用密封结构防止蒸汽泄漏。四、执行器设计

1. 执行器原理：利用电机驱动阀门，控制水的流动。 2. 执行器选型：选择响应速度快、精度高、耐腐蚀性好的电动阀门。 3. 执行器安装：将执行器安装在锅炉出水管道处，保证与水流方向一致，并采用密封结构防止漏水。五、控制器设计 1. 控制器原理：利用PID算法对传感器输出信号进行处理，并输出控制信号给执行器。 2. 控制器选型：选择具有高性能处理能力、可编程性强、稳定性好的PLC作为控制器。 3. 控制算法：采用PID算法对液位进行调节，根据实际情况调整Kp、Ki和Kd参数。六、监视系统设计 1. 监视系统原理：实时监测锅炉液位变化，并将监测结果显示在监视屏幕上。 2. 监视系统选型：选择具有高分辨率、反应速度快、稳定性好的液晶显示屏。 3. 监视界面设计：设计直观明了的监视界面，包括液位曲线图和实时数值显示等。七、总结 DCS锅炉液位控制系统是一种重要的自动化控制系统，其设计和优化

plc水箱液位控制课程设计

PLC控制的水箱液位控制系统摘要在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题, 例如居民生活用水的供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。由于液体本身的属性及控制机构的摩擦、噪声等的影响，控制对具有一定的纯滞后和容量滞后的特点，液位上升的过程缓慢，呈非线性。因此液位控制装置的可靠性与控制方案的准确性是影响整个系统性能的关键，因此液面高度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，能收到很好的效果。可编程控制器（PLC）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的，主要用来代替继电器实现逻辑控制。PID控制（比例、积分和微分控制）是目前采用最多的控制方法。本文主要是对一水箱液位控制系统的设计过程，涉及到液位的动态控制、控制系统的建模、PLC控制、PID算法、传感器和调节阀等一系列的知识。作为单容水箱液位的控制系统，其模型为一阶惯性函数，控制方式采用了PID算法，控制核心为S7-200系列的CPU222以及A/D、D/A转换模块，传感器为扩散硅式压力传感器，调节阀为电动调节阀。选用以上的器件设备、控制方案和算法等，是为了能最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。关键词PLC,PID,液位控制

目录 PLC控制的水箱液位控制系统.............................................................................................................. I 摘要................................................................................................................................................. I 第一章绪论 .............................................................................................................................. - 1 - 第二章设计任务与要求 ................................................................................................................ - 2 - 2.1基本任务 ........................................................................................................................ - 2 - 2.2 基本要求 ....................................................................................................................... - 2 - 2.3给定条件 ........................................................................................................................ - 2 - 2.4 主要性能指标 ................................................................................................................. - 2 - 2.5扩展功能 ........................................................................................................................ - 3 - 第三章总体论证.......................................................................................................................... - 3 - 3.1 总体方案的选择.............................................................................................................. - 3 - 3.1.1 控制方法选择 .............................................................................................................. - 3 - 3.1.2 系统组成..................................................................................................................... - 4 - 3.2 确定系统功能、性能指标 ................................................................................................. - 4 - 第四章系统设计.......................................................................................................................... - 5 - 4.1 建模过程 ....................................................................................................................... - 5 - 4.２模型参数的确定............................................................................................................. - 6 - 4.３软、硬件功能划分 ......................................................................................................... - 6 - 4.４系统功能划分、指标分配和框图构成 ................................................................................ - 7 - 4.4.1 PLC系统 ........................................................................................................... - 7 - 4.4.2 前向通道............................................................................................................ - 7 - 4.4.3 后向通道............................................................................................................ - 8 -

基于三菱PLC水塔水位自动控制设计

电气工程学院计题目：水塔水位PLC自动控制系统别：级专业：号：生姓名：

导教师：

电气工程学院《课程设计》任务书程名称：电气控制与PLC课程设计层教学单位：电气工程与自动化系指导教师：学号学生姓名（专业）班级设计题目水塔水位PLC自动控制系统设计技术参数采用PLC构成水塔水位电气控制系统。控制要求查阅相关文献。设计要求1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。 2) 根据控制要求，编制PLC控制程序 3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。参考资料2、图书馆各类期刊文献相关数据库 3、相关电气设计手册周次第一周第二周应完成内容完成全部方案设计：一、二：查、阅相关参考资料二至周五：方案设计六、日：设计方案完善周一、二：完成设计说明书周三、四：绘制A1设计图纸周五：答辩考核指导教师签字基层教学单位主任签字

摘要前，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。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

课程设计报告基于dcs技术水箱水位串级控制系统设计与仿真实现

课程设计报告基于dcs技术水箱水位串级控制系统设计与仿真实现计算机测控系统课程设计课题：基于DCS技术的水箱水位串级控制系统设计与仿真实现专业：自动化班级： 2021031 一、课程设计目的通过对水位监控系统的设计和试验，掌握组态软件的应用，以及计算机监控系统的基本组成和实现方法。了解DCS应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题，并能根据应用目的，进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。以 P3DCS分散控制系统为平台，完成DCS的组态。课程设计内容采用P3DCS系统设计完成水箱水位串级控制系统并进行参数整定和调试，包括数据库组态、SAMA图组态、流程图组态、操作器组态，设计手动和单回路自动控制、串级自动控制等控制方案，并实现手自动无扰切换和报警，设计相应的模拟量控制和逻辑控制方案并实现，进行仿真、参数整定与系统调试。其中上水箱水位的对象传递函数为上水箱水位对下水箱水位传递函数为其它执行器和测量电路的传递函数简化为K = 1 系统概述两个水箱的串联在工业中运用的非常广泛，上下水箱组成一个串联，这样的一个串联系统跟单容水箱在控制时间上对比有了一定的迟延，这是由于容积迟延造

成的，通过在P3DCS组态软件的使用下，设计一个串级控制系统。设计串级回路控制的目的就是在控制系统中加入副回路，从而加快系统的调节速度和增强系统的动态性能。主副回路控制系统的PID参数采用两步整定法，先整定副回路上水箱的PID参数使之达到稳定，然后再整定主回路的参数使之达到稳定的状态。并通过 P3DCS组态软件对系统的曲线进行实时监控，调出最优PID参数。系统的工艺流程如下图（图 1）所示：图 SEQ 图表 \ ARAB 1 根据水箱系统的结构，我们设置一个串级控制回路，把下水箱作为串级控制系统的主控制回路，上水箱作为串级的副控制回路。从而得出串级控制系统的方框图如（图2）所示：图 SEQ 图表 \ ARAB 2 课题设计及其步骤本次课程设计主要有两个方面的工作：即是组态设计和系统调试：组态设计 1）系统配置组态主要是指DCS中工程师站、操作员站、控制站的主机系统配置信息及外设类型，I/O－卡件信息，电布置，控制柜内安装接线等。此部分内容作为了解内容，不进行具体组态。 2）实时数据库组态数据库组态是系统组态中应尽早完成的工作，因为只有有了数据库，其他的组态工作（控制回路组态、画面组态等）才可以调试。数据库组态一般通过专用软件进行，数据录入时一定要认真仔细，数据库中一个小的错误就会给运行带来极大的麻烦，如造成显示错误、操作不当甚至死机故障。先进行“系统数据库”的建立，建立好之后如下图（图 3）：图 SEQ 图表 \ ARAB 3

课程设计-单片机水塔水位控制

目录第一章系统整体设计说明 (1) 第二章整体设计方案 (2) 第三章设计系统方框图与工作原理 (3) 3.1工作原理： (3) 3.2系统结构框图: (4) 第四章硬件设计及说明 (5) 4.1硬件设计说明: (5) 4.2水位控制硬件设计： (5) 4.3故障及水质监测硬件设计： (6) 4.4 水位显示硬件设计原理图： (7) 第五章软件设计与说明（包括流程图） (8) 5.1 软件设计： (8) 5.2 软件设计流程图： (10) 第六章调试步骤、使用说明 (11) 第七章设计总结 (13) 参考文献 ..................................................... 错误！未定义书签。附录. (14)

第一章系统整体设计说明现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为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，智能检测系统正发挥着越来越大的作用。检测设备就像神经和感官，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有力工具。现代的广义智能检测系统应包括一切以计算机（单片机、PC机、工控机、系统机）为信息处理核心的检测设备。因此，智能检测系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环节。从某种程度上来说，智能检测系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。本课题研究的内容是“水塔水位控制系统”。水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，而以往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，用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。同时也容易出差错。因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统，我所设计的就是这方面的课题。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。本设计采用单片机进行主控制，在水水塔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，主控台应用单片微机对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、控制及故障报警及显示水位等功能。