水塔水位课程设计

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单片机课程设计水塔水位控制设计

单片机课程设计水塔水位控制设计

单片机课程设计题目:水塔水位控制设计一引言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。

单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性价比,受到人们的重视和关注的应用广、发展快。

而MCS-51单片机是各单片机中最为典型和最具代表性的一种。

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。

实际供水过程中要确保水位在允许的范围内浮动,应采用电压控制水位。

首先通过实时检测电压,测量水位变化,从而控制电动机,保证水位正常。

因此,这里给出以Atmel公司的80C51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、电机故障检测、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,可移植性和扩展性强。

本次设计以8031芯片为核心,辅以必要的外围电路,设计了一个简易的水塔水位控制系统,它由5V直流电源供电。

在硬件方面,除了CPU夕卜,使用了2732芯片对8031的ROM进行4K扩展,并且使用74LS07芯片对外部电路驱动。

软件方面采用汇编语言编程,整个水塔水位控制系统能根据水塔水位的高低来决定水泵电机的运转状态,并且在发生故障时由外部电路的LED发光管点亮报警。

水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而自动控制原理,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,从而提高了供水系统的质量。

而且成本低,安装方便,经过多次实验证明,灵敏性好,是节约水源,方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。

单片机课程设计水塔水位

单片机课程设计水塔水位

单片机课程设计水塔水位一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本原理,掌握其编程和应用方法;2. 了解水塔水位监测的原理,掌握水位检测传感器的工作原理和使用方法;3. 学会使用单片机对水位数据进行采集、处理和显示。

技能目标:1. 能够运用C语言编写单片机程序,实现对水塔水位的实时监测;2. 能够设计并搭建水位检测系统,进行实际操作和调试;3. 能够分析水位数据,提出并实现相应的控制策略。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及嵌入式系统的学习兴趣,提高其探究问题的积极性;2. 增强学生的团队合作意识,培养其相互协作、共同解决问题的能力;3. 培养学生的创新意识,使其能够运用所学知识解决实际问题,提高社会责任感。

课程性质分析:本课程为单片机实践课程,以项目为导向,注重理论联系实际,提高学生的动手能力。

学生特点分析:学生具备一定的单片机基础知识,但实践经验不足,对实际应用中存在的问题充满好奇心。

教学要求:1. 结合实际案例,引导学生掌握单片机及水位检测系统的理论知识;2. 注重实践操作,让学生在实际操作中掌握技能;3. 强化团队协作,培养学生的沟通能力和解决问题的能力;4. 鼓励创新,激发学生的思维潜能。

二、教学内容1. 理论知识:- 单片机原理及编程基础:复习单片机的工作原理、内部结构,掌握C语言编程方法;- 水位检测传感器原理:学习水位传感器的工作原理、种类及其应用;- 数据采集与处理:学习单片机与传感器接口设计,数据采集、处理和显示方法。

2. 实践操作:- 水位检测系统的设计与搭建:根据项目需求,设计水位检测系统,选用合适的传感器和单片机;- 程序编写与调试:编写水位监测程序,实现数据采集、处理和显示,并进行调试;- 控制策略实现:根据水位数据,设计并实现相应的控制策略。

3. 教学大纲安排:- 第一周:复习单片机原理及编程基础,学习水位检测传感器原理;- 第二周:设计水位检测系统,进行程序编写与调试;- 第三周:完善系统功能,实现控制策略,进行实践操作。

水塔水位单片机课程设计

水塔水位单片机课程设计

水塔水位单片机课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本工作原理,掌握其编程方法。

2. 学习并掌握水位传感器的使用,了解其工作原理和特性。

3. 学习并掌握水塔水位监测系统的设计方法和实现过程。

技能目标:1. 能够运用单片机进行简单的程序编写,实现水塔水位的监测与控制。

2. 能够独立操作水位传感器,进行数据采集和处理。

3. 能够结合实际需求,设计出符合要求的水塔水位监测系统。

情感态度价值观目标:1. 培养学生动手实践、解决问题的能力,增强其对单片机及传感器技术的兴趣。

2. 培养学生团队协作精神,提高沟通与交流能力。

3. 增强学生的环保意识,使其认识到水资源监测的重要性。

课程性质:本课程为实践性课程,结合理论知识与实际操作,培养学生动手能力。

学生特点:具备一定的单片机知识基础,对传感器技术有一定了解,喜欢动手实践。

教学要求:注重理论与实践相结合,鼓励学生自主探究,关注学生在实践过程中的问题解决能力和创新能力。

通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中,提高其综合素质。

二、教学内容1. 单片机基础:复习单片机的基本原理,重点掌握I/O口编程、中断处理、定时器等基本功能。

教材章节:《单片机原理与应用》第1-3章。

2. 水位传感器原理与使用:学习水位传感器的工作原理、特性及接线方式。

教材章节:《传感器与检测技术》第5章。

3. 水塔水位监测系统设计:a. 系统需求分析:明确监测系统的功能需求,如水位范围设定、报警等。

b. 硬件设计:选择合适的单片机、传感器、执行器等,完成系统硬件电路设计。

c. 软件设计:编写单片机程序,实现水位监测、数据处理和报警等功能。

教材章节:《单片机原理与应用》第4章、第6章,《传感器与检测技术》第6章。

4. 实践操作:分组进行水塔水位监测系统的搭建和调试,包括硬件连接、程序下载、功能测试等。

5. 课程总结:对所学内容进行总结,分析系统设计的优缺点,探讨改进措施。

简易水塔水位控制电路课程设计

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。

plc课程设计(水塔水位控制模拟)

plc课程设计(水塔水位控制模拟)

成绩:可编程控制器原理及应用课程设计报告设计题目:水塔水位控制模拟学生姓名:黄博新班级:机械电子工程082学号:200810834209指导老师:刘芹设计时间:2011.01目录1. 系统描述及控制要求 (3)1.1 系统描述 (3)1.2 控制要求 (3)2. 控制系统分析与实现 (4)2.1 I/O分配表 (4)2.2 I/O接线图 (4)2.3 流程图 (5)2.4 梯形图和指令表 (6)2.5 程序仿真........................................ 错误!未定义书签。

2.6 程序调试 (8)2.7时序图 (12)3. 心得体会 ............................. 错误!未定义书签。

4. 参考文献 ............................. 错误!未定义书签。

1系统描述及控制要求1.1系统功能描述在水塔水位控制实验区完成本课程设计,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,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,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。

面板中S1表示水塔的水位上限,S2表示水塔水位下限,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。

图1S1表示水塔的水位上限,S2表示水塔水位下限,S3表示水池水位上限,S4表示水池水位下限,M为抽水电机,Y为水阀。

1.2控制要求(1) S4为ON时,Y灯亮,四秒后,Y灯闪烁,闪烁频率为0.5秒,其中:四秒延时用定时器T2控制,0.5秒闪烁用定时器T1控制(2) S3为ON时,Y灯熄灭(3) S4为OFF且S2为ON时,M灯亮(4) S1为ON时,M灯熄灭2 控制系统分析与实现2.1 I/O 分配表表12.2 I/O 接线图图2X001X002X003X004COMY001Y002COM✞✞S1 S2 S3 S4MYFX1S2.3 流程图图32.4 梯形图和指令表图4图52.5 程序仿真(1)打开GX Developer软件,并新建一个工程,选择FXCPU系列中FX1S的PLC类型,接着单击“确定”按钮;(2)根据自己编写的程序,写入程序;(3)写完程序,单击鼠标右键,选择“程序编译”选项,使程序由“写入状态”进入“读出状态”;(4)单击工具栏中“梯形图逻辑测试启动/结束”按钮,进入仿真界面。

水塔水位 PLC课程设计

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

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。

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.

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。

4.安装电磁阀,并完成接线,确保系统的正常运行。

5.对控制系统的基本功能进行检测和调试,确保控制系统的性能达到设计要求。

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上水箱液位低于Y3时,M1、M2同时工作,F2打开。液位上升至Y2时,M2停止,F2关闭,M1继续工作。液位上升至Y1时,M1也停止。打开F1手阀使上水箱放水,液位下降。当液位又低于Y1时M1起动工作,如F1开度较大下水量大于上水量,使液位继续下降至Y2时,M2启动工作同时F2打开,使上水量大幅上升,保持液位。Y0为下水箱缺水报警开关下水箱液位低于Y0时意味着水泵进水口缺水,此时应自动切断电源并报警。
第3章 水塔水位控制系统方案设计
3.1 传统水塔水位控制
图3-1 传统水塔水位控制布局图
3.1.1 工作原理
通过指示灯模拟上水水泵,结合钮子开关模拟水位监测信号,模拟了水塔自动上水控制,当水池水位低于水池低位界面(s1为ON)时,电磁阀Y打开进水(Y为ON),定时器开始定时,4S后,如果S1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,S3为ON后,阀Y关闭(Y为OFF)。当S1为OFF,且水塔水位低于水塔低位水位界时,S3为ON,水泵M运转抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时水泵M停止。
2.2 组态软件在我国的发展
组态软件产品于80年代初出现,并在80年代原因,大致有以下几点:
(1)国内用户还缺乏对组态软件的认识,项目中没有组态软件的预算,或宁愿投入人力物力针对具体项目做长周期的繁冗的上位机的编程开发,而不采用组态软件;
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议,并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI(人机接口软件,HumanMachineInterface)的概念,组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具,或开发环境。在组态软件出现之前,工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用,开发时间长,效率低,可靠性差;或者购买专用的工控系统,通常是封闭的系统,选择余地小,往往不能满足需求,很难与外界进行数据交互,升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现,把用户从这些困境中解脱出来,可以利用组态软件的功能,构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展,实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容,随着技术的发展,监控组态软件将会不断被赋予新的内容。
3)画面开发系统:是应用工程的开发环境。在这个环境中完成画面设计、画面连接、程序编写等工作。
4)运行系统:是组态王6.5软件的实时运行环境,在应用工程的开发环境中建立的图形画面只有在运行系统中运行才能实时反应现场的运行情况。运行系统负责从控制设备中采集数据,并存在于实时数据库中。它还负责把数据的变化以动画的方式形象地表示出来,同时可以变成变量报警、操作记录、趋势曲线等监视、存储功能,并按实际需求记录到历史数据库中。
3.1.2 外部接线与控制列表
图3-2传统水塔水位控制电气接线图
表3-1 水塔水位模拟控制接线列表
名称
PLC端子
说明
灯M
Q0.0
模拟水塔提水水泵电动机运行动作
灯Y
Q0.1
模拟地面水池的进水阀门的开关动作
开关S1
I0.0
模拟水池水位低限报警信号
开关S2
I0.1
模拟水池水位高限报警信号
开关S3
I0.2
模拟水塔水位低限报警信号
图3-6水位闭环控制图
第 4 章 组态王水塔水位控制系统建模与分析
“组态王6.5”是运行于Microsoft WindowsXP/NT/2000中文平台上的全中文界面的人机界面软件(HMI)窗体框架结构,界面直观易学易用。采用了多线程、COM组件等新技术,实现了实时多任务且软件运行稳定可靠。
“组态王6.5”软件包由工程管理器、工程浏览器、画面开发系统(内嵌于工程浏览器)和运行系统四部分组成。工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理,在工程浏览器中可以查看、配置工程的各个组成部分,画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统和工程运行系统来完成。
开关S4
I0.3
模拟水塔水位高限报警信号
3.2 PID水塔水位控制系统的工作原理
传统的水塔水位控制方式具有占地面积大、投资高、水泵电机频繁起动、耗电多、管网水压不稳、爆管现象频繁、水漏失严重等缺点;不仅生活用水容易受到二次污染,而且水泵电机的频繁起动使设备故障率高,检修、维护也存在困难。因此如何利用有效的水源和电能保证各行各业正常供水,已是迫在眉睫。在传统的水塔、水箱供水的基础上,加入了PLC及液压变送器等器件.利用PLC和组态软件来实现水塔水位的控制.提供了一种实用的水塔水位控制方案。在系统中,只使用比例和积分控制,其回路增益和时间常数可以通过工程计算初步确定,但还需要进一步调整达到最优控制效果。系统启动时,关闭出水口,用于动控制输入控制液体阀,使水位达到满水位的75%,然后打开出水口,同时输入控制液体阀从手动方式切换到自动方式。这种切换由一个输入的数字量控制。[11]
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议,并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI(人机接口软件,HumanMachineInterface)的概念,组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具,或开发环境。在组态软件出现之前,工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用,开发时间长,效率低,可靠性差;或者购买专用的工控系统,通常是封闭的系统,选择余地小,往往不能满足需求,很难与外界进行数据交互,升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现,把用户从这些困境中解脱出来,可以利用组态软件的功能,构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展,实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容,随着技术的发展,监控组态软件将会不断被赋予新的内容。
3.3水位闭环控制系统
图3-5 供水系统控制原理图
M1、M2—水泵Y0-Y3—液位开关F1—手阀F2—电磁阀
为了精确的实现对水位的控制,必须建立闭环控制系统。根据水塔中的进、出水的水位可以自动控制水泵,使水位处于动态的平衡状态。
供水系统的基本原理如图3-5所示,水位闭环调节原理是:通过在水塔中的三个液压变送器,将水位值变换为4~20 mA电流信号进入PLC,把该信号和PLC中的设定值的程序进行比较,并执行较后程序,通过水泵的开关对水塔中的水位进行自动控制。当PLC出现故障时,还有一套手动控制来进行对水塔水位控制。手动控制采用交流接触器。
随着工业控制系统应用的深入,在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时,人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式。对项目来说是费时费力、得不偿失的,同时,MIS(管理信息系统,ManagementInformationSystem)和CIMS(计算机集成制造系统,ComputerIntegratedManufacturingSystem)的大量应用,要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据,以便优化企业生产经营中的各个环节。因此,在1995年以后,组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。
(2)在很长时间里,国内用户的软件意识还不强,面对价格不菲的进口软件(早期的组态软件多为国外厂家开发),很少有用户愿意去购买正版。
(3)当时国内的工业自动化和信息技术应用的水平还不高,组态软件提供了对大规模应用、大量数据进行采集、监控、处理并可以将处理的结果生成管理所需的数据,这些需求并未完全形成。
3.2.2可行性试验
图3-4为水塔水位控制器的外观正视图,由电源指示灯、报警确认灯、水位指示灯以及报警确认开关组成。接通电源时,电源指示灯亮,当水塔中水深处于不同位置时,水位指示灯B、C、D、E情况不同。
图3-4水塔水位控制器外观图
①当水位处于B点之下,指示灯B、C、D、E全亮,报警电路开始报警,即下限报警。
⑥报警电路可以手动关闭,只要按下报警确认开关,就可以解除报警的蜂鸣声。此时,报警确认灯亮起。处理完故障时,必须关闭报警确认灯,报警确认电路复位,恢复其监测故障的功能。
3.2.3 可行性分析
此方案采用纯硬件电路设计,避免了软件程序设计中的不稳定因素,提高了实际运用中的可靠性。同时,对于不同类型的液体,此系统均有良好的兼容性。当水塔中液体改变时,只需要将电位器中的阻值和该液体的阻值调节到一个数量级上就可以很方便的实现此液体的水位控制操作。试验证明,此水塔水位控制器不仅实现了对水塔水位的精确控制,而且,此系统更具有工业生产的实际性。
组态王作为一个开放型的通用工业监控系统,支持工控行业中大部分国内常见的测量控制设备。。遵循工控行业的标准,采用开放接口提供第三方软件的连接(DDE/OPC/ACTIVE X等)。复杂的通信协议源代码、无须编写大量的图形生成、数据统计处理程序代码就可以方便快捷地进行设备的连接、画面的开发、简单程序的编写从而完成一个监控系统的设计。
②当水位处于B、C之间,指示灯B灭,C、D、E亮,水泵开始进水。
③当水位处于C、D之间,指示灯B、C灭,C、D亮,保持状态,即保持进水。
④当水位处于D、E之间,指示灯B、C、D灭,E亮,停进状态,即水泵不工作。
⑤当水位处于E点之上,指示灯B、C、D、E全灭,水泵不工作,报警电路开始溢出报警,即上限报警。
3.2.1设计分析
图3-3设计分析示意图
“水塔水位自动控制系统”的控制对象为水泵,容器为水塔或储液罐。水位高度正常情况下控制在C、D之间,如图(a)。当水位在低于C点时,水泵开始进水,如图(b)。当水位高于D点时,水泵停止进水,如图(c)。当水位低于C点并到达B点时就报警,采取手动启动水泵,如图(d)。当水位超过D点并到达E点时上限报警,采取强制停止水泵,水位从溢流口流出,如图(e)。
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