水塔水位自动控制系统设计

水塔水位自动控制系统设计
水塔水位自动控制系统设计

开题报告

设计题目:水塔水位自动控制系统的设计

主要研究内容:

水塔水位自动控制系统采用传感器或电极检测水位,水位低于下限水位A 时,启动水泵抽水;水位高于上限水位B时,水泵停止抽水,实现水塔水位的自动控制,并能自动完成上水与停水的全部工作循环,保证水塔的水位高度始终处于较理想的范围。

主要技术指标或研究目标:

本设计的相关技术数据:电源电压220伏,电源频率50赫兹。要求:系统工作稳定、结构简单、制造成本低、灵敏度高。本系统采用分立元件实现控制系统的设计。能利用所学知识进行分析与设计,进一步加深和巩固课本所学知识,学会分析电路、设计电路的方法与步骤,培养综合运用知识的能力。

基本要求:

(1)控制系统整体方案的可行性分析。

(2)工作原理与电路设计。

(3)元器件的选择

(4)绘制设备示意图和系统原理图

(5)编制设计说明书

摘要

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。而水位检测可以有很多种实现方法,如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本文采用分立元件实现控制系统的设计,在水箱上安装一个自动检测水位装置,利用水的导电性,连续的全天候的测量水位的变化,把测量的水位变化转换成相应的电信号,由逻辑电路进行处理,完成相应的动作,使水位保持在适当的位置。

关键词水位控制分立式元件控制

目录

1引言 (1)

2系统方案 (2)

2.1 概述 (2)

2.2 系统组成 (3)

2.2.1系统工作原理框图 (3)

2.2.2功能原理 (3)

3单元电路设计 (4)

3.1系统电源电路设计 (4)

3.1.1三端集成稳压器的介绍 (4)

3.1.2电源电路工作过程 (6)

3.2液位传感器电路设计 (6)

3.3报警显示电路设计 (7)

4系统电路设计 (8)

4.1系统主干电路 (8)

4.2系统手动电路 (9)

4.3系统自动电路 (9)

5系统运行总体过程 (12)

6元件清单 (13)

附录 (18)

总结 (19)

参考文献 (20)

致谢 (21)

1.引言

随着我国经济和科学技术的飞速发展,我国各个领域的现代化建设都取得可喜的成果:尤其在中国的广大城市中,可以说现代化的进程已经赶上了发达国家,这一点是我们华夏儿女几代人的梦想。然而,我国农村的现代化进程现在还存在着许多的不足,很多科学成果不能得到广泛的推广,比如人们日益关注的水资源,在中国广大农村供水系统中有很大的浪费,这主要是由于农村供水体系中简单的水塔结构所造成的,这种水塔存在着种种弊端,比如:无法实现自动供水,没有报警系统,经常造成水资源浪费,供水不及时等等。

不论社会经济如何飞速,水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。一旦断了水,轻则给人民生活带来极大的不便,重则可能造成严重的生产事故及损失,从而对供水系统提出了更高的要求,满足及时、准确、安全充足的供水。如果仍然使用人工方式,劳动强度大,工作效率低,安全性难以保障,由此必须进行自动化控制系统的改造。从而实现提供足够的水量、平稳的水压、较低的设计成本、高实用价值的控制器。

就目前而言,多数工业、生活供水系统都采用水塔、层顶水箱等作为基本储水设备,由一级或二级水泵从地下、市政水管补水,改进供水装置就能实现供水自动化。

水塔很高,水位高低不便于观察,水少供水中断,水多则会溢出来,可用以下方法来解决这个问题,改进供水装置就能实现供水自动化。水塔水位自动控制装置还应用于工厂的锅炉系统,主要起锅炉水位自动调节作用,并防止锅炉缺水爆炸和满水位事故的发生。

该设计采用分立式元件的控制电路实现超高、低警戒水位处理,实现自动控制,而达到节能的目的,提高了供水系统的质量。

2.系统方案

2.1概述

目前在用的水位控制方式主要有以下种:

1)电极式水位控制系统:

使用多个电极线与水面接触,探测水位。

优点:价格便宜。

缺点:属于开关量控制,无法给出实际水位,探测电极容易腐蚀,安装不便,如有污物粘附在电极上,会使水位失控。

2)浮球水位控制器

分为管式浮球与缆浮球。管式浮球适合清水及粘度不大的液体。缆浮球适合污水。

优点:价格适中,可以做出高、低、超高、超低四点控制。

缺点:属于开关量控制,无法给出实际水位;浮球上易粘附污物,使浮球不能可靠动作,管式浮球容易卡滞,缆浮球容易缠绕,所有浮球都有触点接触不良现象,结果都是系统失控;调整控制点很不方便。

3)液位变送器+智能控制器方式

优点:属于模拟量控制,可以实时显示水位数值,对于水位失控或设备故障可以提前预警。集成了双泵智能控制,控制系统接线简单。可设高、低、超高、超低四点控制,控制点在控制器上设定,极其方便。智能控制器可与电脑联网,可以远程监视水位及设备运行情况。

缺点:价格高。

4)超声波液位控制器

优点:属于模拟量控制,可以实时显示水位数值,对于水位失控或设备故障可以提前预警。集成了双泵智能控制,控制系统接线简单。可设高、低、超高、超低四点控制,控制点在控制器上设定,极其方便。智能控制器可与电脑联网,可以远程监视水位及设备运行情况。探头不与待测物质接触,适合污水及有毒有害液体的液位控制。

缺点:价格高。不适合水面有大量气泡的场合

通过以上对不同液位传感器性能的分析和设计任务书的设计要求,本设计选择电极式液位传感器组成液位自动控制系统。其特点为,液位自动控制,不溢出,不缺水,无需人值班看守;其工作原理是,通过无缝钢管筒体内所安装预先设定的不同长度的不锈钢电极棒,在水位变化过程中与水接触或脱离,从而传递信号

给后续电路,通过后续电路实现液位显示、自控、满水、故障报警等,达到确保安全运行,减轻劳动强度的目的。系统电路简单,低成本,符合国家卫生标准。

2.2系统组成

2.2.1系统工作原理框图

系统工作原理框图如图1所示:

水位过低

检测器 相关电路 电动机 水泵

发出信号 动作 起动 抽水

图1 系统组成框图

由系统框图可以看出水塔水位控制系统中备有水位检测系统,水位低于下限水位时,启动水泵抽水,如果没有启动则开始报警;水位高于上限水位时,水泵停止抽水,如果水泵继续工作则报警,实现水塔水位的自动控制,并能自动完成上水与停水的全部工作循环,保证水塔的水位高度始终处于较理想的范围。

2.2.2功能原理

电极式传感器安装在容器的上方,电极插入液体(分高液位、低液位),使高液位电极对准液体的上限,低液位电极对准液体下限。测量时,电极上通有信号电压,当水位上升接触到高液位电极时,该电极就把信号电压传输给后续电路,从而控制继电器开关停止蓄水。当水位下降到离开下液位电极时,该电极就没有

电动机 停止工作 水位达标 检测器 发出信号

水泵 停止抽水 电动机无动作 电动机没有停止 报警

信号传送给后续电路,继电器开始接通蓄水。因此通过水与电极接触与不接触,便可以正确测量出水位高低位置,控制水位的高低,保证用户能不断用水。

水箱示意图如图2:

图2 水箱示意图

1)采用分立元件实现控制系统;

2)液位传感器采用电极式液位传感器;

3)系统电源220V/50Hz市电;

3单元电路设计

3.1系统电源电路设计

3.1.1三端集成稳压器的介绍:

(1)三端集成稳压器的内部集成了一个串联型稳压电路,引入了电压负反馈稳定输出电压,同时采用多种措施提高性能,如提高温度稳定性、稳压系数、过流及过压保护等。三端集成稳压器根据输出电压是否可调分为固定式和可调式;根据输出电压的极性分为正电压输出和负电压输出。如图3所示三端集成稳压器的输出端与输入端之间串接调整管,为了使调整管工作在线性状态,不论是固定式还是可调式一定要保证输入端与输出端之间最少有(2~3V) 的压差,小于此值时调整管会进入饱和区,失去调节作用。最大压差一般不能超过40V ,否则可能会使调整管击穿。不同型号的三端集成稳器的最大压差的是有区别的。

图3 输入输出内部结构

(2)固定式与可调式三端稳压器的对比

a. 从引脚名称作比较:三端固定式稳压器的三个引出端分别为输入端、输出端、公共端(或接地端) ;三端可调式稳压器的三个引出脚分别为输入端、输出端、调整端。

b. 从外形和方框图作比较:三端固定式稳压器和可调式稳压器的外形与框图如图4所示。

图4 引脚与框图

c. 从稳压器的系列与输出电压的品种作比较:三端固定式稳压器输出正电压为78 ××系列,输出负电压为79 ××系列,型号中“××”表示输出电压值;

三端固定式稳压器的输出电压共有5V 、6V 、9V 、12V、15V、18V 、24V 七个品种。

d. 从输出电流作比较:常用三端固定式稳压器和可调式稳压器的输出电流均有5A、3A、1. 5A、0. 5A、0. 1A 五个档次,在型号中用字母表示输出电流的大小。H 表示5A ,,T 表示3A ,无字母时表示1. 5A ,M 表示0. 5A ,L 表示0. 1A 。可调式稳压器在使用时负载电流不能小于5mA。加装合适的散热片后,可适当超限应用。

e. 从取得基准电压的位置作比较:三端固定式稳压器的输出端与公共端之间的电压即为型号中表示的标称电压,常规应用时即输出电压,三端可调式稳压器的输出端与调整端之间的电压为(1. 2~1. 3V) ,称为基准电压。它是输出电压的最小值,常取1. 25V 进行相关计算。

3.1.2电源电路工作过程

电源电路由变压器将220V/50Hz电变为18V,经过二极管整流与C1的滤波作用,再经过w7812稳压、C0的滤波可获得纹波很低的直流(DC)12V电压。

直流稳压电路如图5所示:

图5 直流稳压电路示意图

3.2液位传感器电路设计

电极式液位传感器的基本原理是利用液体水有一定导电性的物理性质,设置长度不等的三根导体作为具有相应功能的电极,利用液位变化的状态所形成的信号来完成液位变化转换成相应电信号变化的电极式液位传感器的功能。

液位传感器示意图如图6所示:

图6 液位传感器示意图

电极式液位传感器具有简单、传递可靠等特点,本设计是由一个绝缘体支架安装在水塔底部,在不同位置放置相应的传感极,最底端为供电电极,为上面的电极提供电信号,当水位到达相应的位置时所形成的电信号,就传递给后续电路,从而控制电动机的转停。

主要技术参数:

1.使用介质:非腐蚀性液体,比重≤1

2.工作压力:≤2.5Mpa

3.工作温度:≤250℃

4.相对湿度:≤85%

3.3报警显示电路设计

(1)报警部分:报警电路是一个系统中必不可少的部分,它起到安全警告、预防祸患的重大作用。

本设计的报警电路结构比较简单,由蜂鸣器与热继电器、交流接触器的触点组成,此报警电路只有在水位处于下限水位以下而电机仍然没有工作和上限水位以上但是电机没有停止工作的情况下报警。具体分析如下:

当水位下降至下限水位以下时,接头G得电(接头E为低电位)如果此时交流接触器KM1没有动作即控制线路出问题或者是电动机出现故障(监测点出自于热继电器FR),那么报警电路就会被接通,从而开始报警;

当水位上升至上限水位以上时,接头F得电如果此时交流接触器KM1没有复位,那么报警电路也就会被接通,从而开始报警。

报警电路电路图如图7所示:

图7 液位传感器示意图

(2)显示部分:此设计的显示部分由发光二极管组成,图示见自动电路原理图,具体分析如下:

当水位在下限水位以上时,则三极管V1导通,从而使发光二极管D1导通,点亮,表示水位处于低水位以上;

当水位超过上限水位时,则三极管V2导通,从而使发光二极管D3导通,点亮,表示水位处于高水位以上。

指示灯D1亮,D3不亮表明水位处于正常状态;D1不亮表明处于缺水状态;D3亮表明处于过满状态。

4系统电路设计

4.1系统主干电路

系统主干电路主要由电动机M、热继电器FR、熔断器FU、交流接触器常开触点KM1,KM2和开关QS组成。

熔断器FU短路保护,热继电器FR过载保护,交流接触器KM1,KM2控制电路。

系统主干电路如图8所示:

图8主干电路原理图

4.2系统手动电路

手动操作是将转换开关SA转换到2号位置,按下按钮SB2,交流接触器KM2得电,常开触点动作电动机开始工作,并且自锁;停止时按下按钮SB1,交流接触器KM2失电,常开触点断开,电机停止工作。

手动电路如图9所示:

图9手动电路原理图

4.3系统自动电路

在水箱中有两只检测探头"A"和"B",其中"A"是下限水位探头,"B"是上限水位探头,12V直流电源接到探头"C",它是水箱中储存水的最低水位。

下限水位探头"A"连接到晶体管V1(BC547)的基极,其集电极连到12V电源,发射极连到继电器K1,继电器Kl接入与非门N1的第①脚。同样,上限水位探头"B"接到晶体管V2的基极(BC547),其集电极连到12V电源,发射极经电阻R3接地,并接入与非门N2第①、②脚,与非门N3的输出第③脚和与非门N1的第②脚相连,N3第②脚输入端接到N1第③脚输出端,并经电阻R4与晶体管V3的基极相连,与晶体管V3发射极相连的继电器K2用来驱动电动机M。当水箱向水位在探头A以下,晶体管V1与V2均不导通,N1输出高电平,晶体管V3导通,使继电器K2有电流通过而动作,因而电动机工作,开始将水抽入水箱。当水箱的水位在探头A以上、探头B以下时,水箱中的水给晶体管V1提供了基极电压,使V1导通,继电器Kl得电吸合N1第①脚为高电平,由于晶体管V2并无基极电压,而处于截止状态,N2第①、②脚输入为低电平,第③脚输出则为高电平,而N3第②脚输入端仍为高电平,因而N3第③脚输出则为低电平,最终N1第③脚输出为高电平,电动机继续将水抽入水箱。当水箱的水位超过上限水位B时,晶体管V1仍得到基极电压,继电器Kl吸合。N1第①脚仍为高电平,同时,水箱中的水也给晶体管V2提供基极电压使其导通,N2第①、②脚

输入端为高电平,第③脚输出端为低电平,N3第③脚输出端为高电平,N1第③脚最终输出低电平,使V3截止……电动机停止抽水。

系统自动电路原理图如图10所示:

图10自动电路原理图

若水位下降低于探头B但高于探头A,水箱中的水依然供给晶体管V1的基极电压,继电器Kl继续吸合,使N1第①脚仍为高电平,但晶体管V2不导通,N2第①、②脚输入端为低电平,其第③脚输出端为高电平,N3第②脚为低电平,则N3第②脚输出为高电平,最终N1第②脚输出端继续保持低电平,电动机仍停止工作。若水位降到探头A以下,晶体管V1与V2均不导通,与非门N1输出高电平,驱动继电器K2……电动机又开始将水抽入水箱。

5系统运行总体过程

本设计分为手动与自动两个部分。

手动:将转换开关SA转换到2号位置,按下按钮SB2,交流接触器KM2得电,常开触点动作电动机开始工作,并且自锁;根据需要情况停止供水按下按钮SB1,交流接触器KM2失电,常开触点断开,电动机停止工作。

自动:将转换开关SA转换到1号位置,一开始水位比较低处于下限水位A 以下,根据控制电路可知,晶体管V1与V2均不导通,在与非门的作用下晶体管V3导通,使继电器K2有电流通过而动作,后继电器K3得电动作,使交流接触器KM1得电,常开触点闭合,电动机工作。如果此时电动机故障使热继电器动作(或交流接触器没有动作),那么报警系统工作,开始报警,提示工作人员水塔出现故障;当水位上升到下限水位A以上时,晶体管V1导通,但由于与非门的作用,晶体管V3仍然处于导通状态,所以电机还是工作,继续给水塔供水。此时显示系统工作指示灯D1点亮,表明水位处于下限水位以上;当水位上升到上限水位以上时,晶体管V1、V2均导通,在与非门的作用下,晶体管V3截止,继电器K2、K3复位,交流接触器KM1失电,常开触点断开,电动机停止工作。如果电动机没有停止工作,那么报警系统开始报警,提示工作人员水塔故障。此时显示系统也工作点亮指示灯D3,表明水位处于上限水位以上。

6元件清单

(1)接触器的选择

选择接触器主要依据以下数据:电源种类(直流或交流);主触点额定电流;辅助触点的种类、数量和触点的额定电流;电磁线圈的电源种类、频率和额定电压;额定操作频率等。

此设计用到的是交流接触器:①主触点的额定电流I N可根据下面经验公式进行选择I N≥P Nx103/(KU N)

I N——接触器主触点的额定电流,A;

K——比例系数,一般取1~1.4;

P N——被控电动机的额定功率,KW;

U N——被控电动机的额定线电压,V;

②交流接触器主触点的额定电压一般按高于线路额定电压来确定。

③根据控制回路的电压决定接触器的线圈电压。为保证安全,一般接触器吸引线圈选择比较低的电压。但如果在控制线路比较简单的情况下,为了省去变压器,可选用380V电压。值得注意的是,接触器产品系列是按使用类别设计的,所以要根据接触器负担的工作任务来选用相应的产品系列。

④接触器辅助触点的数量、种类满足线路需要。

综上,在此假设电机为7.5KW,得出选择型号CJ0-20B,线圈电压380V (2)继电器的选择

①一般继电器的选择:一般继电器是指具有相同电磁系统的继电器,又称电磁继电器。选用时,除满足继电器线圈电压或线圈电流的要求外,还应按照控制需要分别选用过电流继电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器等中间继电器。另外电压、电流继电器还有交流、直流之分,选择时也应当注意。

②热继电器的选择:热继电器的选择应按电动机的工作环境、启动情况、负载性质等因素来考虑。一方面要充分发挥电动机的过载能力;另一方面对电动机在短时过载与启动瞬间不受影响。ⅰ.热继电器结构形式的选择。星形连接的电动机可以选择两相或三相结构的热继电器,三角形连接的电动机应当选择带断相保护装置的三相结构热继电器。ⅱ热元件额定电流的选择。一般可按下式选取:I R=(0.95~1.05)I N

式中:I R——热元件的额定电流,A;

I N——电动机的额定电流,A;

对于工作环境恶劣、启动频繁的电动机,则按下式选取:I R=(1.15~1.5)I N

热元件选好后,还需要根据电动机的额定电流来调整它的整定值。

综上,得出选择继电器K1、K2的型号可以选择JS1-12V-F,K3由于线圈位于直流电路中触点位于交流电路中,因此可以选择T73,热继电器FR的型号可以选择JR16-20/3D、15.4A

(3)熔断器的选择

熔断器选择内容主要是熔断器种类、额定电压、额定电流等级和熔体的额定电流的确定。

①熔断器类型与额定电压选择:根据负载保护特性和短路电流大小、各类熔断器的适用范围来选用熔断器的类型。根据被保护电路的电压来决定熔断器的额定电压。

②熔体与熔断器额定电流的选择:熔断器熔体的额定电流大小与负载大小、负载性质有关。对于负载平稳、无冲击电流,如一般照明电路、电热电路可按照负载电流大小来确定熔体额定电流。对于有冲击电流的电动机负载为达到短路保护目的,又保证电动机正常启动,对三相鼠笼式异步电动机其熔断器熔体的额定电流如下。

单台电动机I R=(1.5~2.5)I N

式中:I R——熔体额定电流,A;

I N——电动机额定电流。A;

多台电动机共用一个熔断器保护I R≥(1.5~2.5)I NMAX+∑I N

式中:I R——熔体额定电流,A;

I NMAX——容量最大的电动机的额定电流,A;

∑I N——其他电动机额定电流之和,A

轻载启动或启动时间较短时,第二式中系数取 1.5;重载启动或启动时间较长时,第二式中系数取2.5。

熔断器的额定电流大于或等于熔体额定电流。

③熔断器上下级的配合:为满足选择性保护的要求,应注意熔断器上下级之间的配合,一般要求上一级熔断器的熔断时间至少是下一级的3倍,不然将会发生越级动作,扩大停电范围。为此,当上下级采用同一种型号的熔断器时,其电流等级以相差两级为宜;若上下级所采用的熔断器型号不同时,则应根据保护特性上给出的熔断时间选取。

综上,得出熔断器的型号RL1-60 60A、熔体20A

(4)刀开关的选择

①刀开关结构形式的选择:应根据刀开关的作用和装置的安装形式来选择,

如是否带灭弧装置,若分断负载电流时,应选择带灭弧装置的刀开关。根据装置的安装形式来选择,是否是正面、背面或侧面操作形式,是直接操作还是杠杆传动,是板前接线还是板后接线的结构形式。

②刀开关的额定电流的选择:一般应等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和。对于电动机负载,应考虑其启动电流,所以应选用额定电流大一级的刀开关。若再考虑电路出现的短路电流,还应选用额定电流更大一级的刀开关。

综上,得出刀开关的型号选择HZ10-25/3J 25A,380V

(5)控制按钮的选用

①根据使用场合,选择控制按钮的种类,如开启式、保护式、防水式、防腐式等。

②根据用途,选用合适的形式,如手把旋转式、钥匙式、紧急式、带灯式等。

③按控制回路的需要,确定不同的按钮数,如单钮、双钮、三钮、多钮等。

④按工作状态指示和工作情况的要求、选择按钮及指示灯的颜色。

综上,按钮选择型号LA20-11D

(6)二极管的选择

①根据电源规格,设计的工作频率等,合理选择:高电压应用,当选用快恢复和超快恢复二极管;15V 以下电源中的输出整流二极管应尽可能选萧特基;

②选择时,如工作电流较大,则在相同的器件额定参数下,应尽可能选择正向导通电压小的二极管;应尽可能选择反响恢复快或软恢复的二极管;应尽可能选择萧特基二极管。

③根据电源规格,计算所选变换器中二极管的稳态参数:反向阻断电压最大值;最大的正向电流平均值;

④从器件商的DATASHEET 中选择合适的二极管,可多选一些以便实验时比较;从所选的二极管的其它参数,如正向通态压降,反向恢复时间等等,估算其工作时的最大损耗,与其它元器件的损耗一起,估算变换器的效率;由实验选择最终的二极管器件。

综上,二极管的型号选择IN4001,发光二极管的型号选择FG1130

(7)三极管的选择

①选用三极管时首先要搞清楚电子电路的工作频率大概是多少,工程设计中一般要求三极管的fT大于3倍的实际工作频率。所以可按照此要求来选择三极管的特征频率fT。

②小功率三极管BVCEO的选择可以根据电路的电源电压来决定,一般情况下只要三极管的BVCEO大于电路中电源的最高电压即可。当三极管的负载是感

性负载时,如变压器、线圈等时BVCEO数值的选择要慎重,感性负载上的感应电压可能达到电源电压的2~8倍(如节能灯中的升压三极管)。一般小功率三极管的BVCEO都不低于15V,所以在无电感元件的低电压电路中也不用考虑这个参数。

③一般小功率三极管的ICM在30~50mA之间,对于小信号电路一般可以不予考虑。但对于驱动继电器及推动大功率音箱的管子要认真计算一下。当然首先要了解继电器的吸合电流是多少毫安,以此来确定三极管的ICM。

④当我们估算了电路中三极管的工作电流(即集电极电流),又知道了三极管集电极到发射极之间的电压后,就可根据P=U×I来计算三极管的集电极最大允许耗散功率PCM。

综上,三极管的型号选择BC547

(8)变压器的选择

控制变压器容量是控制回路各个负载容量的和,这要根据具体的控制电路确定,并适当留有余量。一般按计算所得的负载容量乘以1.25选择控制变压器的容量;

综上,变压器的型号选择BK-25V A,220/18

元件清单列表如下:

用途名称文字符号型号及规格数

二极管D2、D4 IN4001 2 续流保护

二极管 D IN4001 4 整流

三极管V1、V2、V3 BC547 3 控制电路

发光二极

D1、D3 FG1130 2 指示管

电阻R1、R2、R3、R4 1K 4 限流

与非门N1、N2、N3 741S00 3 控制电路电容C0 0.1uF 1 滤波

电容C1 0.33uF 1 滤波

变压器T BK-25V A,220/18 1 降压

继电器K1、K2 JS1-12V-F 2 开关电路

继电器K3 T73 1 开关电路

报警器 1 报警

熔断器FU RL1-60 60A、熔体20A 3 短路保护

热继电器FR JR16-20/3D、15.4A 1 过载保护

交流接触

KM1、KM2 CJ0-20B,线圈电压380V 2 控制电路器

按钮SB2 LA20-11D绿色 1 手动启动按钮SB1 LA20-11D红色 1 手动停止转换开关SA LW5-15 1 手动与自动转

开关QS HZ10-25/3J 25A,380V 1 开关电路

水塔水位智能控制系统

摘要 水塔水位控制系统,根据水位传感器得知水塔内水位情况,水位传感器分为上限位传感器和下限位传感器,还有一个直接接上5V的传感器。当水塔上限位和下限位传感器电位为0时,电机运转,期间电机状态不变,直到下限位传感器和上限位传感器的电位不为0时,电机停转。当发生下限位传感器电位为0而上限位传感器电位不为0时,电机停转并报警。水塔水位控制电路设有光耦合器,通过光耦合器的通断控制电机运转与停转。同时设有LED 灯和蜂鸣器,报警时LED灯闪烁和蜂鸣器响。水塔水位控制器系统有四种状态,分别为电机运转状态、电机停转状态、保持状态和报警状态。各种状态皆由水位传感器传来的信号来判定并由单片机输出信号来执行,由此使得水位控制在上限位和下限位之间。 水塔水位控制系统的原理 1、功能要求 1)水塔水位下降至下线水位时,启动水泵上水。 2)水塔水位上升至上线水位时,关闭水泵。 3)水塔水位在上、下限水位之间时,水泵保持原状态。 4)供水系统出现故障时,自动报警。 2、基本原理 图1 水塔水位检测原理图 水塔水位控制原理图见图(1),图中两条虚线表示正常工作情况下水位升降的上下限,在正常供水时,水位应控制在两条虚线代表的水位之间。B测量水位下限,C测量水位上限,A接+5V,B、C接地。 在水塔无水或水位低于下限水位时,B、C为断开,B、C两点电位为零(低电平“0” ),需要水泵供水,单片机输出低电平,控制电机工作供水。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,维持现状水泵继续供水。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,表示水塔水位已满,需水泵停止供水,单片机输出高电平,电机断电停止供水。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,单片机输出控制电平维持不变,仍为高。当水位降到B 点以下,B、C两点电平都为低时,单片机输出控制电平又变低.水泵供水。 B和p1.0、C和P1.1之间接4.7k 的电阻(下拉电阻),目的是为了保护单片机。单片机9

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

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)

智能水塔水位控制器

职业技术学院 毕业设计 题目智能水塔水位控制器 学生姓名 专业应用电子 指导教师 班级0 _ 2010年6月26日

目录 第一章前言 (2) 第二章功能说明,结合功能框图 (3) 第三章使用操作说明 (5) 第四章原理图分析主要部分工作原理 (7) 第五章 PCB板制作 (9) 第六章主要芯片资料应用说明 (11) 第七章程序框图及说明 (15) 第八章调试数据记录表及调试故障现象及其解决方法 (16) 第九章心得体会 (20) 第十章致谢 (22) 第十一章参考文献 (23) 第十二章附录(源程序) (24)

第一章前言 目前我国水资源已经相当的匮乏,如何节约用水也成为了电子爱好者设计制作的焦点。 现有的二级供水方式,既先用水泵从水井中抽到蓄水池中供用户使用,要求蓄水池的水位必须保持一定的高度,还需要防止水的溢出。可是现在市售的都是传统的水位控制器,多以浮球式、触点式为主,可靠性不好,有着无法改进的致命缺点,如:无水位显示,无电机保护,可靠性不高,控制精度改进度不大,寿命不长…… 相对于机械式水位控制器,电子式的水位控制器有着无可比拟的优点:添加水位显示电路、电机保护电路、强制性手动开、关机电路可以达到水位显示、简单的电机保护、水位自动控制,控制精度是传统机械式水位控制器的几何倍。 本控制器采用了高效率、高稳定性、低功耗的ATMEL80s51单片机,具有水位状态显示、抽水时间显示、并有故障检测功能。集高效、高精度、高稳定性、低功耗、高性价比、良好的人机交流界面、操作简便、显示直观以及低功耗等功能于一体的智能水塔水位控制器无疑将会家用水位控制器极具竞争力的一匹黑马。

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。

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)

DF-96系列全自动水位控制器工作原理

DF-96系列全自动水位控制器工作原理 [日期:2012-01-02] 来源:作者:辽宁徐涛 一、整机工作原理 该型全自动水位控制器电路原理如下图所示。由图可知,本控制器电路主要由电源电路、水位信号检测电路、输出驱动电路三部分组成,下面分别加以介绍。 1.电源电路 AC220V电压经变压器T降压,其次级输出近13V左右交流电加至由D1~D4构成的整流桥输入端,整流后经电容CI滤波得到约10.5V直流电压。该电压经Rl加到红色发光管LED I上,将LEDI点亮,表示电源正常。该电压除了为IC I 及继电器提供工作电源外还直接送到水位检测电极C.作为水位检测的公共电位。 2.水位信号检测电路 该部分是以四二输入与门电路CD4081为核心并配以五根水位检测电极A—E构成的。其作用是根据电极实测水位的变化CD4081相应引脚的电平随之变化,满足与门条件时相应输出端电平改变,以驱动输出电路。其中R2是ICI 的电源输入限流电阻,D5与R3及D6与R8起隔离自锁作用,当相应输出端即ICI(10)脚、(3)脚为高电平时将(8)脚、(1)脚锁死,其状态的翻转取决于(9)脚和(2)脚。C2—C5及R4_R6、R12的作用是滤除干扰信号意外进入控制器引起误动作。 3.输出驱动电路 该部分主要由驱动管VTI,继电器Jl、功能选择开关K及输出状态指示绿发光管LED2组成。功能选择开关K处于“开?位时,继电器Jl被强制动作.其相应触点Jl-I闭合,外接负荷(单相电动水泵或控制接触器)开始工作,输出状态指示绿发光管LED2也被点亮;处于“关”位时,触点Jl-I断开,外接负荷被切断;处于“自动”位置时.Jl动作与否受驱动管VTI的控制.当VTI基极电位高于0.7V 以上时则饱和导通,继电器儿得电动作,其触点Jl-I闭合,反之则断开。

西门子S7-200系列PLC控制水塔水位(含程序)

一、水塔水位 1、系统描述及控制要求 1.1 国内外发展现状调查 1.1.1 PLC及西门子S7-200系列PLC介绍 20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器,使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后,为了方便和反映可编程控制器的功能特点,可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。 20世纪70年代中末期,可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初,可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多,产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪80年代至90年代中期,是可编程逻辑控制器发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 20世纪末期,可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。 西门子S7-200 是一种小型的可编程序控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。 西门子S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛,覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如:冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机械,中央空调,电梯控制,运动系统。

水塔水位控制系统PLC设计完整版

水塔水位控制系统P L C 设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

水塔水位控制系统PLC设计 1、水塔水位控制系统PLC硬件设计 、水塔水位控制系统设计要求 水塔水位控制装置如图1-1所示 控制装置 水塔水位的工作方式: 当水池液位低于下限液位开关S4,S4此时为 ON,水阀Y打开(Y为ON),开始往水池里注水, 定时器开始定时,4秒以后,若水池液位没有超过 水池下限液位开关时(S4还不为OFF),则系统发 出报警(阀Y指示灯闪烁),表示阀Y没有进水,出现故障;若系统正常,此时水 池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位,则 S3为ON,阀Y关闭(Y为OFF)。 当S4为OFF时,且水塔水位低于水塔下限水位时(水塔下限水位开关S2为 ON),电机M开始工作,向水塔供水,当S2为OFF时,表示水塔水位高于水塔下 限水位。当水塔液面高于水塔上限水位时(水塔上限水位开关S1为OFF),电机M 停止。(注: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,水泵不 能启动) 水塔水位控制系统主电路 水塔水位控制系统主电路如图1-2所示: 图1-2 水塔水位控制系统主电路 、I/O接口分配 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示。 这是一个单体控制小系统,没有特殊的控制要求,它有5个开关量,开关量输 出触点数有8个,输入、输出触点数共有13个,只需选用一般中小型控制器即 可。据此,可以对输入、输出点作出地址分配,水塔水位控制系统的I/O接线图如 图1-3所示。 图1-3 水塔水位控制系统的I/O接线图

PLC水塔水位控制实验报告

中国矿业大学机电学院 机电综合实验中心实验报告 课程名称机电综合实验 实验名称水塔水位控制模拟系统 实验日期2016、11、20 实验成绩 指导教师 第一章绪论 1、1实验目得 学会使用组态软件(推荐选用组态王软件)与PLC(推荐选用SIMEINS S7-2 00)控制系统连接,采用下位机执行,上位机监视控制得方法,构建完成水塔水位 自动控制系统。 1、2实验要求 (1)阅读本实验参考资料及有关图样,了解一般控制装置得设计原则、方法与步 骤。 (2)调研当今电气控制领域得新技术、新产品、新动向,用于指导设计过程,使设 计成果具有先进与创造性。 (3)认真阅读实验要求,分析并进行流程分析,画出流程图。 (4)应用PLC设计控制装置得控制程序。 (5)设计电气控制装置得照明、指示及报警等辅助电路。 (6)绘制正式图样,要求用计算机绘图软件绘制电气控制电路图,用STEP

7-Micro/Win32编程软件编写梯形图。 1、3 实验内容 (1)当水池水位低于水池低水位界(S4为ON表示),阀Y打开进水(Y为ON)定时器开始定时; (2)阀Y打开4秒后,如果S4还不为OFF,那么阀Y指示灯闪烁,表示阀Y没有进水,出现故障; (3)S3为ON后,阀Y关闭(Y为OFF)。当S4为OFF时,且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON,电机M运转抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。 1、4课程设计器材: (1)TKPLC-1型实验装置一台 (2)安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件与组态软件得计算机一台。 (3)PC/PPI编程电缆一根。 (4)连接导线若干。 1、5 PLC得介绍 可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller,PLC),它采用一类可编程得存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户得指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型得机械或生产过程。 1、5、1基本结构 PLC实质就是一种专用于工业控制得计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,如图所示: 1、5、2 PLC得特点

毕业设计 水塔水位自动控制系统 -(DOC)

摘要 供水是一个关系国计民生的重要产业。随着社会的发展和人民生活水平的提高,对城市供水提出了更高的要求,要满足及时、准确、安全保证充足供水,如果仍然沿用人工方式,劳动强度大,工作效率低,安全性难以保障,为此必须进行水塔水位控制自动化系统的改造。可编程控制器( PLC) 因其高可靠性和较高的性价比在工业控制中得到广泛的应用。本文针对目前比较流行的控制技术,利用PLC和传感器构成了水塔水位恒的控制系统。改造后的水塔水位自控系统,实现水塔水位自动控制系统,远程监控,实现无人值守。 关键词: 可编程逻辑控制器(PLC)水塔水位自动控制

Abstract Water supply is a major industry involving the interests of the state and the people. With development of society and the improvement of the people's livelihood, city water supply has been brought forward a higher request. It needed to be timely , accurate and safely to plentifully conduct water supply. If we still continue to use a way of the man-power, the intensity of labor are high , availability is low and the security is difficult to ensure .We must carry out water tower water level under the control of automatic system reforming for this purpose . Programmable Logic Controller (PLC) is applied broadly in industrial control because of high reliability and higher nature price. The main body of this paper on the control technology is aimed at being popular for at present comparatively, which makes the using of PLC and the sensor to compose water tower control system of permanent water level. Water tower control system after being reformed have realized water tower water level auto-controlling system , long-range supervisory control, and nobody's value guards realization. Key wards:Programmable Logic Controller. water pool water lever. automatically controls

水塔水位控制系统

水塔水位控制系统 TD-TW 一、产品简介: 济南腾达电子水塔水位控制系统可实现无线远距离控制水泵、水塔。系统基于中国移动信号遍布全国各地,能够稳定工作。控制系统采用12V供电,在山区送电不便的情况下可配置太阳能电池板给控制系统供电。安装简单,无需布线。操作简单,发SMS便可远程控制水泵启停,发SMS便可查询水泵工作状态。水泵工作异常报警主人号码,保证您的供水系统稳定运转。 二、系统组成: 水塔水位控制系统由两个GSMSMS远程控制器、两个输出12V电源、不锈钢浮球(或水位传感器)、两根天线组成。用户只需提供220V市电控制系统便可工作。一个控制器控制水泵、一个检测水塔内水位。 三、系统工作过程: 当水塔内水深低于用户设定的下限,控制器便启动水泵,给水塔供水。 当水塔内水深高于用户设定的上限,控制器便停止水泵,给水塔供水。 若水泵没有正常启动或停止,控制器便会给主人号码发送报警SMS,例如“水泵工作异常,请到现场查看!”。 四、系统功能与优点:

1、系统优势无线远程控制,适应各种环境,无需考虑水塔与水泵相距多远。例如:水塔在山上,水泵在山下河里。 1、两个GSMSMS远程控制器相互通讯控制,无需人工干涉,节省人力。 2、最多能设置5个管理员号码,接收报警SMS,保证系统稳定工作。 3、控制器具有号码过滤功能,可以避免外界干扰和恶意破坏。 4、可配置水位传感器,用户可实时查询水塔内水深。 5、系统220VAC供电、太阳能电池板供电。功耗低,省电环保。 6、基于GSM无线远程控制,无需布线,信号覆盖面广。 7、水塔水位控制系统运行费用低(SMS费用),为用户省钱。 8、操作简单,发SMS便可控制水泵。 9、体积小(110mm*90mm*35mm),安装方便。 10、电子设备怕水,请勿被雨淋。 本公司还供应上述产品的同类产品:水泵水塔联动控制系统,水泵远程控制器,水泵远程遥控器

水塔水位控制报告

水塔水位控制报告 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 评语:平时(40)修改(30)报告(30)总成绩兰州交通大学自动化与电气工程学院xx年7月1日1引言该设计是针对水塔水位控制系统的要求所做。随着社会的发展,科技的进步以及人们生活水平的逐步提高,各种方便与生活的自动控制系统开始进入了我们的生活,单片机作为微型计算机发展的一个重要分支,具有高可靠性、高性能价格比、低电压、低功耗等优势,以其为核心的自动控制系统赢得了广泛的应用。该课程设计的题目是基于单片机的水塔水位控制,其目的重在于单片机技术的应用,由单片机实现自动运行,使水塔内水位始终保持在一定范围,以保证连续正常地供水。该课程设计给出以AT89C51单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计,实现水位的检测控制、处理和报警等功能,并在Proteus软件环境下实际仿真。实验结果表明,该系统具有良好的检测控制功能,可移植性和扩展性好。在此水塔水位控制系统中,单片机充当着主要的角色。它控制整个系统的运行,可以完成水位高低的控制。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。2设计方案及原理2、1设计原理单片机水塔水位控制原理如图2、1所示,图中虚线表示容许水位变化的上下线,在正常情况下,应保持水位在虚线范围之内。其中A棒处于下限水位,C棒处于上限水位,B棒在上下水位之间。A棒接+5V电源,B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。水塔由电机带动水泵供水,单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。供水时,水位上升,当达到上限时,由于水的导电作用, B、C棒连通+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,不再给水塔供水。 当水位处于上下限之间时,B棒与A棒导通。因C棒不能与A 棒导通,b端为1状态,c端为0状态。这时,无论是电机已在带动水泵给水塔加水,水位在不断上升;或者是电机没有工作,用水使水位在不断下降。都应继续维持原有的工作状态。 当水位降到下限时,B,C棒都不能与A棒导电,因此,b,c 两端均为0状态。这时应启动电机,带动水泵工作,给水塔供水。 图2、1 水塔水位控制原理图3设计方案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。

水塔水位控制系统

过程控制工程实训设计报告 题目:水塔水位控制系统 院系:电气信息工程系专业:电气工程及其自动化 2012年10月10日

过程控制工程实训设计报告 一、选题目的和意义: 水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统供水系统大多采用水塔、高位水箱或气压罐式增压设备,用水泵以高出实际用水高度的扬程来“提升”水量,其结果增大了水泵的轴功率和能耗。现研究设计的水塔水位控制系统采用变频调速恒压供水系统,实现水泵无级调速。依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定以满足用水要求,是当今先进、合理的节能型供水系统。 供水是一个关系国计民生的重要产业。随着社会的发展和人民生活水平的提高,对城市供水提出了更高的要求,要满足及时、准确、安全保证充足供水,如果仍然沿用人工方式,劳动强度大,工作效率低,安全性难以保障,为此必须进行水塔水位控制自动化系统的改造。由于当前可编程序控制器(PLC)技术已日趋成熟,因而考虑利用它来实现水塔/水箱供水控制。多年来,可编程控制器(简称 PLC)从其产生到现在,实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃,今天的 PLC 在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高,成为工业控制领域的主流控制设备,在各行各业发挥着越来越大的作用。可编程控制器(PLC)是以计算接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯,特别是PLC 的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知机技术为基础的新型工业控制装置。因其高可靠性和较高的性价比在工业控制中得到广泛的应用。 本文针对目前比较流行的控制技术,利用PLC 和传感器构成了水塔水位的控制系统。改造后的水塔水位自控系统,实现水塔水位自动控制系统,远程监控,实现无人值守,提高了供水质量。 学生姓名任务分工学生姓名任务分工

水塔水位控制器

西安祥天和电子科技有限公司详情咨询官网https://www.360docs.net/doc/b48346607.html, 液位传感器水泵控制箱报警器 液位自动控制仪表,液位控制器,无线传输收发器等 水塔水位控制器 水塔水位控制器或称水塔水位控制仪,一般说来,控制器功能简单,仪表功能多一些。无论叫控制器还是仪表,有2个基本功能都必须具备:一是可以接入相应的液位传感器,传感器安装在水塔水箱内;二是可以根据自动控制系统的要求输出便于使用的控制开关或信号,控制 信号接入电气控制柜。如下图: 液位传感器种类较多,一般有电极式、GKY/GSK/UQK 等,GKY 仪表都可以接入。这些传感器各有特点,大家可以根据需要来选择。比如,电极式容易分解,但价格便宜;干簧管浮子容易被卡住,光电式玻璃面不能脏等等,这些传感器不能用于污水。GKY 液位传感器可以用于污水和清水,适应范围广。 控制系统也有多种需求,有单台泵、双台泵或多台泵等。如双台泵交替使用的仪表可以均衡负载,避免一台泵长期不启动而锈死的现象。还有的需要网络接口,如R485通讯接口。所以液位显示控制器型号较多,功能也不同。 下面,以接入GKY 传感器为例,介绍一些常用的GKY 水塔水位控制仪功能和型号,方便大家选择。控制器和报警器是仪表功能的简化,具有简单的报警控制功能。具体见下表: 常用液位控制仪表和控制器简表 产品名称 产品型号配备的传感器数量和型号功能简介 GKY 系列仪表 GKY 2个GKY 液位传感器 液位显示/供水排水选择/手动自动转换/水泵故障报警 GKY-4T 4个GKY 液位传感器 双保险/超高超低水位报警/液位显示/供水排水选择/手动自动转换/水泵故障报警

双台泵专用仪表GKY2-4T4个GKY液位传感器双台泵交替使用/紧急情况双台泵同 时启动/超高或超低水位报警/液位显 示/供水排水选择/水泵故障报警/报 警端口输出 GKYU-3T-P3个GKY液位传感器平时一台泵使用/紧急情况双台泵同 时启动/液位显示/仅用于排水 GKYU 系列仪表GKYU-5T5个GKY液位传感器每一个传感器对应一个继电器输 出,输出触点为无源触点,客户可根 据自己的需求灵活使用。GKYU-4T4个GKY液位传感器 GKYU-3T3个GKY液位传感器 配备通信接口仪表GKT-4TR4个GKY液位传感器在普通GKY液位控制系列仪表的基 础上配备RS485通讯接口,支持 MODBUS-RTU通信协议,也支持 ASCII码传输。可以方便的组建物联 网,达到远程监控的目的。GKY-2TR2个GKY液位传感器 通用液位控制器和报警器GKY-BJ11个GKY液位传感器水满或缺水报警/控制开关 GKY-BJ22个GKY液位传感器上限水满下限缺水报警/控制开关UGKY2个GKY液位传感器将液位信号转换为控制开关输出QGKY1个GKY液位传感器水泵缺水保护器,将一个传感器固定 在悬挂水泵的绳索上,当无水时禁止 水泵启动。 无线传输液位控制收发器GKYDX4个GKY液位传感器通过短息方式传输液位信号GKYGPRS4个GKY液位传感器通过流量卡传输液位信号GKYWX4个GKY液位传感器通过无线天线传输液位信号GKYDXF-BJ1个GKY液位传感器遇紧急情况向管理员发短信打电话 传统液位计仪表和控制器GKY(GH)接入干簧管液位显示/供水排水选择/手动自动转 换/水泵故障报警 GKY(GDB)接入光电探头传统玻璃管液位计上加装光电监控GKY(DJ)接入电极探头控制器配传统电极式传感器

水塔水位控制

水塔水位控制 一、实验目的 1.掌握置位较复杂逻辑程序的编写方法 2.掌握水塔水位控制系统的接线、调试、操作方法 二、 三、面板图 四、控制要求 1.各限位开关定义如下: S1定义为水塔水位上部传感器(ON:液面已到水塔上限位、OFF:液面未到水塔上限位)S2定义为水塔水位下部传感器(ON:液面已到水塔下限位、OFF:液面未到水塔下限位)S3定义为水池水位上部传感器(ON:液面已到水池上限位、OFF:液面未到水池上限位)S4定义为水池水位下部传感器(ON:液面已到水池下限位、OFF:液面未到水池下限位); 2.当水位低于S4时,阀Y开启,系统开始向水池中注水,5S后如果水池中的水位还未达到S4,则Y指示灯闪亮,系统报警。

3.当水池中的水位高于S3、水塔中的水位低于S2,则电机M开始运转,水泵开始由水池向水塔中抽水。 4.当水塔中的水位高于S1时,电机M停止运转,水泵停止向水塔抽水。 五、功能指令使用及程序流程图 1.较复杂逻辑程序的编写方法 在编写较复杂逻辑程序时,应遵循以下原则及顺序: 1)确定系统所需的动作及次序。 第一步是设定系统输入及输出数目,可由系统的输入及输出分立元件数目直接取得。 第二步是根据系统的控制要求,确定控制顺序、各器件相应关系以及作出何种反应。 2)将输入及输出器件编号 每一输入和输出,包括定时器、计数器、内置继电器等都有一个唯一的对应编号,不能混用。 3)画出梯形图。 根据控制系统的动作要求,画出梯形图。梯形图设计规则如下: a.触点应画在水平线上,不能画在垂直分支上。应根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的几种可能控制路径来画。 b.不包含触点的分支应放在垂直方向,不可放在水平位置,以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。 c.在有几个串联回路相并联时,应将触头多的那个串联回路放在梯形图的最上面。在有几个并联回路相串联时,应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。这种安排,所编制的程序简洁明了,语句较少。 d.不能将触点画在线圈的右边,只能在触点的右边接线圈。 2.程序流程图 六、端口分配及接线图 1.I/O端口分配功能表

单片机水塔水位控制系统

单片机水塔水位控制系统

目录 目录 (1) 一、课程设计性质和目的 (2) 1、性质 (2) 2、目的 (2) 二、课程设计的内容及要求 (3) 1、内容 (3) 2、要求 (3) 三、课程设计的进度及安排 (4) 四、设计所需设备及材料 (6) 1、所需材料及零件 (6) 2、所需设备 (7) 五、设计思路及原理分析 (8) 1、设计思路 (8) 2、原理分析 (8) 六、流程图及程序编写 (9) 1、流程图 (9) 2、程序编写 (10) 七、调试运行 (11) 八、结果及分析 (13) 1、结果 (13) 2、分析 (13) 九、心得体会 (14) 十、参考文献 (15) 十一、致谢 (16) 十二、附录 (17) 1、protel原理图 (17) 2、proteus仿真图 (18) 3、仿真程序 (19) 4、补充任务一 (20) 5、补充任务二 (22) 6、补充任务三 (23) 7、实物图 (27)

一、课程设计性质和目的 1、性质 这次课程设计《水塔水位控制》是继这学期我们学习的《单片机应用技术》课程与实验结束后的一门综合性实践课,让学生初步尝试把理论与实践结合,培养了学生的实践能力。《水塔水位控制》设计需要紧密结合所学的知识,在参阅相关资料中,可以加深、巩固所学知识,同时也拓宽了知识面,有一定的深度和广度,能充分发挥学生的能动性和想象力。 2、目的 本次课程设计的目的主要是在学完《单片机应用技术》之后进行一次实操的机会,让我们在进行焊接的过程中增加实践能力,在编译、仿真以及调试中感受这门课的一些重点基础,同时,也让我们能通过这次实践中了解到一些这门课中能够应用于我们现实当中的知识。让我们能对这门课有更加深入的了解和应用。

水塔水位控制器

6.水塔水位控制器 要求:通过对水位下限开关K1和水位上限开关K2的检测,控制抽水电机的运转,实现水塔水位控制在水位上下限之间的目的。 控制功能:利用拨动开关K1和K2模拟水位的上下限检测开关。利用继电器控制绿色LED的亮与灭代表抽水电机的启动与停止。系统首次运行时,由于水塔内没有水,因此K1 和K2均发出低电平,电机运转(表示电机通电的绿色LED点亮)。当水位达到水位下限(K1=1)时,电机继续运转,直到水位上升到水位上限(K2=1,K1=1),电机停止运转(表示电机通电的绿色LED熄灭)。这时,单片机点亮黄色的LED,表示系统处于正常状态。随着水的使用,水位逐渐下降,当水位下降到水位下限(K1=0,K2=0)时,系统启动抽水电机向水塔内加水,直到水位达到水位上限(K2=1,K1=1)。在抽水电机向水塔内加水的过程中,若电机启动60秒水位还未达到水位上限,说明电机出现故障,系统应立即关闭抽水电机,同时使红色LED以0.5秒的间隔进行闪动,表示系统出现故障。当故障排除后,人工搬动拨动开关K3发出一正脉冲,启动系统继续运行。注意:K1和K2状态的采样,采用20mS定时中断来查询。 使用的主要元器件:8031、6MHz的晶振、74LS373、2764、7407、74LS240、发光二极管L1-L3、拨动开关K1-K3、继电器等。 结果的验证:按照功能要求搬动拨动开关K1-K3,模仿实际运行中的情况,查看系统是否按照要求动作。同时分析系统中不完善的地方,提出改进建议。 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:

水塔水位控制系统PLC设计说明书

水塔水位控制系统PLC 设计 1、水塔水位控制系统PLC 硬件设计 1.1、水塔水位控制系统设计要求 水塔水位控制装置如图1-1所示 图1-1 水塔水位控制装置 水塔水位的工作方式: 当水池液位低于下限液位开关S4,S4此时为ON ,水阀Y 打开(Y 为ON ),开始往水池里注水,定时器开始定时,4秒以后,若水池液位没有超过水池下限液位开关时(S4还不为OFF ),则系统发出报警(阀Y 指示灯闪烁),表示阀 S1---表示水塔的水位上限,S2---表示水塔的水位下限,S3---表示水池水位上限, S4---表示水池水位下限,M1为抽水电机,Y 为水阀。

Y没有进水,出现故障;若系统正常,此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位,则S3为ON,阀Y关闭(Y为OFF)。 当S4为OFF时,且水塔水位低于水塔下限水位时(水塔下限水位开关S2为ON),电机M开始工作,向水塔供水,当S2为OFF时,表示水塔水位高于水塔下限水位。当水塔液面高于水塔上限水位时(水塔上限水位开关S1为OFF),电机M停止。(注: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,水泵不能启动) 1.2 水塔水位控制系统主电路 水塔水位控制系统主电路如图1-2所示: L1L2L3 SQ FU KM FR M 3~ 图1-2 水塔水位控制系统主电路 1.3、I/O接口分配 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示。 表1-1 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配表 符号地址绝对地址数据类型说明 1 S1 I0.1 BOOL 水塔上限水位 2 S2I0.2 BOOL 水塔下限水位 3 S3I0.3 BOOL 水池上限水位

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