(任务书11)基于单片机的水电站闸门控制系统的研究
水闸监控系统在水电站中的设计
水闸监控系统在水电站中的设计摘要：随着信息化技术在水利行业的大力推广，作为水利信息化的重要组成部分的水闸监控系统日益受到重视。
如今在水闸监控系统的设计中，人们可以利用计算机网络技术、自动控制技术、通信技术和传感器技术，提高系统的自动化的水平，对水利的发展具有重要意义。
本文对系统总体方案进行了研究与设计，分析了系统的功能，确定了以集散控制系统作为整个控制系统的结构，并对系统的软、硬件予以了介绍。
关键词：集散控制系统液压启闭软启动可编程控制器一．我国水电发展历程及其展望新中国成立后，水电发展翻开了新的一页。
解放初期，我国工业基础极其薄弱，一切从头开始，艰难起步。
随着社会主义建设事业进一步推进，水电建设逐渐提上日程。
“一五”期间，在甘肃永靖县境内的黄河上游，我国第一座百万千瓦级的水电站---刘家峡开工建设，同时，下游的盐锅峡和八盘峡两个梯级电站也开始兴建。
1975年，刘家峡水电站建成，此后中国又陆续建设了一批百万千瓦级的水电站。
截至1978年底，中国水电装机容量已达1867万千瓦，年发电量496亿千瓦时，人均装机和发电量为0.02千瓦、51.5千瓦时。
改革开放后，我国水电进入快速发展期，水电建设脚步明显加快。
进入上世纪90年代后，中国水电开发又迎来了一个小高潮：五强溪、李家峡、天荒坪抽水蓄能电站开工建设并投产发电。
世纪之交，更有万家寨、二滩、小浪底、天生桥一二级、大朝山等一大批水电站建成投产。
到2000年，中国水电装机容量达7700万千瓦，超过加拿大，位居世界第二。
这个时期我们开工建设了世界上最大的水电站---三峡水电站。
三峡工程不仅是世界一流的水电工程，而且是中华民族伟大复兴的标志性工程。
截至1999年底，中国水电装机容量已达7739万千瓦，年发电量2219亿千瓦时，人均装机和发电量为0.06千瓦、176.4千瓦时。
进入新世纪，特别是电力体制改革的推进，调动了全社会参与水电开发建设的积极性，我国水电进入加速发展时期。
基于PLC的水闸监控系统的设计及仿真
第一章绪论1.1 研究闸门监控系统的意义及目的随着国民经济及科学技术的进一步发展，科学管理水资源越来越显示其重要性和必要性，尤其是在我国水资源并不充裕的情况下，水资源必然成为国民经济发展及人民生活水平提高的制约因素。
故要从工程水利向数字水利转变，从传统水利向现代水利转变。
进一步发挥水利工程效益，提高供水设备的准确性和可靠性，已成为当前的迫切任务。
【1】因而对水库闸门监控系统的研究，有利于我国水资源的合理利用，对解决我国将来的水资源短缺问题将具有重要的战略意义。
首先，利用闸门监控系统，可以实时跟踪、监控闸门开度、水位数据，为合理调度水资源提供第一手数据资料。
根据闸门上、下游水位以及闸门的当前开度，再根据水资源调度的具体需求，从而确定出当前闸门的具体控制方案。
上游水位高，而此时上游的用水量也呈现增长趋势，那么此时不要急于提升闸门，而要等到上游用水量需求趋减，而下游需求呈现增加趋势时，则可以考虑提升闸门，当关闭闸门时，情况与上述相反。
其次，闸门监控系统在泄洪抗灾、水利发电等方面具有不可替代的作用。
在江河、湖泊发生洪水时，水位数据变化大，变化很迅速，此时靠人工的手段很难跟踪这些数据变化的。
而且此时也要求快速准确的对闸门实现精确控制，这也是手工操作所做不到的。
在水利发电中，为了保证水利发电的可靠性，提高发电的质量，更离不开对闸门的实时监控。
最后，采用闸门监控系统可以为我们节省大量的人力、物力、财力，真正实现了“无人值守，少人值守”。
过去水资源调度中，手工操作既费时，又费力，而且达不到良好的控制效果，使用闸门监控系统后，我们可以在远离现场的控制室里，对闸门、水位的各项数居进行实时记录，以及实现对闸门的实时，远程控制。
1.2闸门监控系统国内外研究概况在水工建筑物的固定式和移动式机械中占有重要地位的闸门启闭机械，早期以绳毅式、链条式、多节拉杆式为主，但由于其操作的不是自由悬挂的重物，而是沿导向门槽作上下移动或者是绕着支绞作旋转运动的闸门。
基于单片机的中小水电站闸门控制系统
目录第一章综述 (1)1.1 中小型水电站的发展 (1)1.2 自动化技术在水电站中的应用 (3)1.3 论文的主要工作 (7)第二章闸门控制系统的功能和结构 (7)2.1 系统体系结构的选择 (7)2.2 微型计算机的选择 (8)2.3 闸门控制系统的功能 (8)2.4 系统总体结构图 (10)第三章PID 控制算法 (12)3.1 PID 控制算法概述 (12)3.2 离散PID 控制算法的推导 (14)3.3 PID 数字控制器的参数整定 (16)第四章闸门控制系统的传感器 (17)4.1 传感器概述 (17)4.2 传感器的特性及其标定 (21)4.3 闸门开度仪 (23)4.4 水位仪 (25)第五章闸门控制系统硬件设计 (28)5.1 单片机概述 (28)5.2 硬件系统的设计原则 (29)5.3 单片机的选型 (30)5.4 单片机系统扩展设计 (30)5.5 闸门开度控制回路通道设计 (32)5.6 状态显示及异常报警通道设计 (33)5.7 人机联系界面设计 (38)5.8 通信接口设计 (38)第六章闸门控制系统软件设计 (40)6.1 软件系统概述 (40)6.2 软件设计原则 (40)6.3 主程序设计 (41)6.4 数据采集模块程序设计 (46)6.5 控制模块程序设计 (49)第七章闸门控制系统抗干扰措施 (53)7.1 干扰的危害 (53)7.2 干扰源 (53)7.3 干扰的耦合方式 (54)7.4 抗干扰的硬件措施 (54)7.5 抗干扰的软件措施 (57)结论 (60)致谢 (61)参考文献 (62)在中、小水电站闸门监控系统中的应用植被破坏的重要因素，不仅造成中西部地区生态恶化和长期贫困落后，而且对东部地区的防洪减灾、生态安全和社会经济发展构成威胁。
为了西部大开发中人、经济、环境协调发展，为了我国国民经济持续高速增长，为了边远山区、革命老区和少数民族地区的人民生活水平得到提高，我们需要大力发展中小水电站。
闸门启闭机自动化控制与监控研究设计
闸门启闭机自动化控制与监控研究设计【摘要】本文主要研究了闸门启闭机自动化控制与监控技术，通过对研究背景和研究意义的探讨，引出了本文的研究动机。
在详细介绍了闸门启闭机自动化控制系统的设计、控制策略的选择、监控系统的设计、实验验证和技术优势分析。
研究结果表明，闸门启闭机自动化控制与监控能够提高工作效率，保障安全稳定运行。
结论部分总结了启闭机自动化控制与监控的有效性，并探讨了未来研究方向。
通过总结对本文的研究内容和成果进行了概括，为闸门启闭机自动化控制与监控技术的进一步发展提供了参考。
【关键词】闸门启闭机、自动化控制、监控、研究、设计、控制策略、实验验证、技术优势、有效性、未来研究、总结1. 引言1.1 研究背景闸门启闭机在水利工程中起着至关重要的作用，用于控制水流通道的通断，对于水利工程的安全运行和灾害防范具有重要意义。
传统的闸门启闭操作主要依靠人工操作，存在操作不灵活、效率低下、安全隐患等问题。
随着现代自动化技术的发展，闸门启闭机的自动化控制与监控成为了研究的热点。
研究背景关注的是如何利用先进的自动化技术，实现闸门启闭机的智能化控制和实时监控，提高闸门启闭操作的精准度和效率，同时提升水利工程的安全性和可靠性。
随着传感器技术、通讯技术、控制算法等领域的不断创新，闸门启闭机的自动化控制与监控研究已经取得了许多进展，但仍存在着许多挑战和问题需要解决。
针对闸门启闭机自动化控制与监控这一领域的研究具有重要意义，可以为水利工程的安全运行和灾害防范提供更有效的技术支撑，同时也可以推动自动化技术在水利工程领域的应用与发展。
的深入探讨将有助于更好地理解闸门启闭机自动化控制与监控的研究意义与价值。
1.2 研究意义闸门启闭机自动化控制与监控在水利工程中具有重要意义。
通过引入自动化控制系统，可以提高闸门的启闭效率，减少人工操作的时间和成本，提高工作效率，减少人为失误的可能性。
自动化控制可以使闸门操作更加精准和稳定，提高工程的安全性和可靠性。
闸门自动控制系统设计与应用研究
闸门自动控制系统设计与应用研究摘要：闸门对于确保防汛工作的有效实施以及水资源调度工作的正常运行等方面有着至关重要的作用，而系统设计则是其正常运行的有效依据，合理的设计方式能大大的提高闸门的操作效率，反之，也会给闸门的正常运行带来阻碍。
因此，现阶段必须要加大对其控制系统设计方式的重视，必须要确保其设计的安全、可靠，同时还要合理的将现代化的技术手段融入其中。
近些年来，我国的科学技术有了极大的发展，闸门控制系统也相应的得到了极大的改善和进步。
文章就结合某水库来深入的分析闸门自动控制系统设计及应用。
关键词：自动控制系统；设计；闸门；功能水库是现阶段常见的一种设施，它不仅是我国重要的防洪设施同时还有发电、灌溉等多种作用，因此，我国非常重视水库的建设和设计。
而闸门作为水库建设的重要组成部分，对于确保防汛工作的有效实施以及水资源调度工作的正常运行等方面有着至关重要的作用。
随着社会的发展及科技的进步，对于闸门的控制系统也相应的有了更高的要求，近些年来计算机技术逐渐得到广泛的应用，闸门控制系统也逐渐的向着自动化方向发展。
文章结合某水库的具体实例来探析闸门的自动控制系统的实际和应用。
一.控制系统的功能随着社会的发展与科技的进步，对于水库闸门的控制系统也有了更高的要求，而可靠性、安全性、便于操作等等都是对其的基本要求。
其主要功能有五个，一是自动控制闸门的启闭，该功能主要是通过对先进的程序控制技术的应用而实现，其控制方式也包含两种不同的形式，一种是现地控制，另一种是远程控制；二是自动测量闸门的开度，这一功能是通过设置专门的测量传感器来实现的，通过该设备对闸门的开度进行有效的测量。
；三是自动对闸门进行限位保护，该功能是通过对闸门开度的限制来对水库进行保护的，即在闸门开度到达设定值时系统就会及时的停机；四是对工程数据进行处理，该功能是以闸门开度以及水位为依据，来对具体的数据进行计算的；五是通讯及数据处理功能。
二．控制系统的结构闸门控制系统包括三个不同的控制层，一是现场控制层，主要是控制闸门的现场；二是集中控制层，主要是对闸门进行集中控制；三是远程控制层，主要是对闸门进行远程控制。
毕业设计(论文)-基于单片机的水闸通用控制系统的研究
毕业论文（2010届）基于单片机的水闸通用控制系统的研究学生姓名学号分院专业指导教师完成日期基于单片机的水闸通用控制系统的研究摘要随着信息化在水利行业的大力推广，作为水利信息化的重要组成部分的水闸自动控制系统正日益完善。
但是不管是旧水闸的除险加固改造，还是新建水闸控制系统的开发，都自成体系，各自开发，浪费大量的人力、物力和科研时间，而且不利于对以往工作的改进。
目前，国内还没有已投入应用的能解决上述问题的产品，因此研究水闸通用控制系统具有很大的现实意义和应用价值。
本文提出了将水闸控制的软、硬件系统进行模块化设计，逐步实现标准化的思想。
在其硬件和软件都能满足不同启闭方式、不同孔数、不同控制需求的前提下，在工厂就对这些软硬件模块进行充分的测试和联合调试，保证所有可能的控制流程都能正确执行。
对于一个具体的水闸，其自控系统的硬件只是从这些模块中进行选型，而软件只需对模块化软件的孔数、控制功能等进行具体控制。
文中以不定孔数的卷扬启闭式水闸为例，描述其自动控制的模块化方法。
首先讨论了常规水闸控制系统的各项功能的一般要求，从功能通用的角度研究水闸控制系统；随后从系统硬件通用性的实现和软件通用性的实现两个方面详细地论述系统通用性的实现。
关键词：水闸控制系统通用性单片机目录引言 (4)第一章水闸控制系统总体设计方案 (6)水闸通用控制系统的系统框图 (6)1.2水闸控制系统计算机处理 (6)水闸控制系统的闸门控制 (7)水闸闸门的控制 (7)水闸闸门控制系统框图 (8)第二章水闸控制系统的硬件设计 (8)水闸控制系统的硬件设计 (8)水闸控制系统原理 (8)闸门开关控制一固态继电器 (8)闸门控制电路 (10)第三章水闸控制系统软件设计 (12)系统流程图 (12)主程序流程图 (12)键盘流程图 (12)读取液位流程图 (14)源程序 (14)主程序源程序 (14)读液位程序 (16)3.2.3 显示程序 (16)3.2.4 运算程序 (18)中断程序 (20)3.2.6 键盘程序 (20)第四章系统调试 (23)硬件调试 (23)软件调试 (24)致谢 (26)参考文献 (28)引言水闸是具有挡水利泄水功能的低水头水T建筑物，人多建在河道、渠道及水库、湖泊岸边。
基于单片机技术的小型水电站集中监测系统的设计方案剖析
基于单片机技术的小型水电站集中监测系统的设计方案剖析作者：何秋雯来源：《科技视界》 2013年第7期何秋雯（诸暨市青山水库管理处，浙江诸暨 311800）【摘要】本文就目前小水电站存在运行管理落后、自动化程度低等问题，提出了采用集中监测的解决思路。
根据集中监测系统的功能提出了设计方案。
并对每个模块进行了设计思路的分析，希望通过这些剖析能够对读者提供参考。
【关键词】水电站；自动化；集中监测；单片机0 引言我国是一个小水电资源非常丰富的国家，而且分布十分广泛。
近几年来通过国家实施的以小水电为基础的农村电气化建设、农网改造、送电到乡、光明工程等一系列项目，使小水电成了我国最大的优质可再生能源，形成了一个社会、环境和经济效益相结合的新的行业。
但是目前绝大多数的小水电站存在运行管理落后、自动化监测水平低等问题。
特别是有许多水电站还采用人工监测和控制模式，巨大的噪声干扰和辐射必将对人体健康产生影响。
另外，人容易受环境、情绪、性格、疾病等诸多因素影响，本身就是一个不可靠因素，容易导致事故的发生。
本文就上述问题提出了小型水电站实施集中监测的解决方案，并对具体设计方案进行阐述。
利用成熟的计算机技术、通信技术和传感器技术，对电站温度、电流、电压、功率等参数进行实时集中监测，实现电站的远距离控制，达到少人值班、甚至无人值班的运行模式。
1 系统设计要求本系统主要作为水电站设备运行情况、电站环境、电量参数等的监测设备，因此必须具备的特点有以下几个方面：1.1 必须有精确高效的电流、电压、功率检测系统。
１．２必须对各个电路和电站设备进行温度检测，以防止事故发生。
１．３必须对进出电站情况进行监测（主要监测人员或其他动物进出情况）。
１．４必须有一个快速、便捷、高效的数据传输线路，以确保所得数据的准确性，便于控制。
２系统设计方案剖析根据系统设计的要求，系统必须具备电流、电压、功率等基本电参数的检测功能，具备对设备的温度检测功能，具备电站环境监测功能等，另外还需具备数据远距离传输功能。
毕业设计任务书目录
毕业设计选题毕业设计题目1: 基于单片机的十字路口交通灯控制系统设计------毕业设计题目2: 基于单片机的4位数字频率计设计------毕业设计题目3: 低频信号发生器设计------毕业设计题目4: 基于单片机的电子万年历设计----毕业设计题目5: 基于单片机的遥控电子钟系统设计----毕业设计题目6: 基于单片机控制的电子秤设计----毕业设计题目7: 基于单片机控制的竟能抢答器设计----毕业设计题目8:多路温度采集系统电路设计----毕业设计题目9:语音录放系统电路设计----毕业设计题目10:LED点阵广告牌电路设计----毕业设计题目11: 基于单片机的学校电铃自动控制系统设计----毕业设计题目12: 路灯控制器电路设计---毕业设计题目13: 基于单片机的电器遥控器设计----毕业设计题目14: 单片机脉搏测量仪----毕业设计题目15: 基于单片机的数字电压表设计----毕业设计题目16: 基于单片机的电子密码锁设计---毕业设计题目17: 单片机控制红外线报警系统----毕业设计题目18: 红外温度发烧检测门系统设计----毕业设计题目19: 数字温度计设计----毕业设计题目20: 酒精浓度检测仪的设计---毕业设计题目21: 单片机控制的多功能窗的设计----毕业设计题目22: 智能红外遥控电风扇的设计----毕业设计题目1: 基于单片机的十字路口交通灯控制系统设计方案要求:以C51单片机为核心芯片，通过控制三色LED的亮灭来控制各干道的通行。
①电源：220VAC±10%，50Hz±10%②剩余时间显示：两位数码管。
③每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮3秒钟。
④主干道每次放行45秒；支干道每次放行30秒。
论文格式要求: (题目用3号字加粗，一级标题小四号字加粗，内容五号字不加粗)一.设计题目二.中英文摘要三.目录四.整体构思五.具体实现:画出总体方框图和电路原理图并给出说明.电路原理图、印制板图用Protel软件绘制（放在在附录1中）。
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文华学院
学生毕业设计（论文）任务书（2015年11月27日至2016年05月20日）
学部（系）：机械与电气工程学部专业班级： 12电气（ 5 ）班学生姓名：肖一帆指导教师：陈小玲
一、毕业设计（论文）题目
基于单片机的水电站闸门控制系统研究
二、毕业设计（论文）的主要内容
1.了解水电站闸门控制系统的发展现状及应用；
2.掌握闸门的基本工作原理和控制方法；
3.完成基于单片机的闸门制系统软硬件电路的设计。
三、毕业设计（论文）的进度安排及任务要求
1.至少查阅10篇相关文献；
2.阅读5篇以上外文文献，并翻译3000字符以上的外文文献；
3.撰写开题报告；
4.重点掌握闸门应用和工作原理；
5.完成基于单片机的闸门控制系统软硬件电路的设计；
6.按照学院规定的格式撰写毕业论文，字数达8000字以上，并打印装订。
四、同组设计者
五、主要参考文献（不少于10篇）
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指导教师（签名）：
20 年月日
系（专业）负责人（签名）：
20 年月日
（说明：任务书由指导教师负责填写。
一式3份，学部教务、指导教师、学生各存1份）。