水位控制电路设计报告
-基于单片机的水位控制系统设计
单片机原理及系统课程设计评语：考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）专业：电气工程及其自动化班级：电气1001姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年3月7日基于单片机的水位控制系统设计摘要随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。
经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合应用所学知识的潜能。
设计一种基于单片机水塔水位检测控制系统。
该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能，实现超高、低警戒水位报警，超高警戒水位处理。
介绍电路接口原理图，给出相应的软件设计流程图和汇编程序，并用Proteus软件仿真。
关键词1引言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。
2设计方案2.1通过水位变化上下限的控制方式。
这种控制方式通过在水塔的不同高度固定不动的3根金属棒ABC，以感知水位的变化情况。
A棒接+5V电源，B棒﹑C棒各通过一个电阻与地相连。
利用单片机为控制核心，设计一个对供水箱水位进行监控的系统。
当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时，关闭水泵；水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态；供水系统出现故障时，自动报警；故障解除时，水泵恢复正常工作。
2.2水塔水位控制原理单片机水塔水位控制原理如图l所示，图中的虚线表示允许水位变化的上、下限位置。
在正常情况下，水位应控制在虚线范围之内。
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 S7-２0０)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STEP7-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（1)系统构成灵活,扩展容易,以开关量控制为其特长;也能进行连续过程得PID 回路控制;并能与上位机构成复杂得控制系统,如DＤC与ＤＣS等,实现生产过程得综合自动化。
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2、水塔水位控制系统PLC软件设计程序流程图水塔水位控制系统的PLC控制流程图，根据设计要求，控制流程图如图2-1所示。
图2-1 水塔水位控制系统的PLC控制流程图梯形图程序设计及工作过程分析梯形图编程语言是一种图形化编程语言，它沿用了传统的继电接触器控制中的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，与传统的继电器控制原理电路图非常相似，但又加入了许多功能强而又使用灵活的指令，它比较直观、形象，对于那些熟悉继电器一接触器控制系统的人来说，易被接受。
太阳能热水器水位控制电路设计
太阳能热水器水位控制电路设计摘要随着现代科技的发展，人们对于能源的利用率越来越高，太阳能就是其中最无偿且最环保的论证和确定，和单片机的选择和主要工作原理的介绍。
接下来是本设计的核心部分，着重结合理论着重研究了太阳能热水器的水位控制电路的各个组成部分。
后面的软件设计也必不可少，最后是对本设计的心得和觉一种，如何合理、高效、最大范围地利用太阳能已经成为21世纪最炙手可热的研究课题之一。
本设计以单片机AT89S52为核心，配合RC充放电式水位传感器与一块12864液晶显示器，设计一种数字化且智能化的太阳能热水器水位控制系统。
虽然本论文课题是水位控制电路设计，但水位的检测和温度有着密不可分的联系，所以温度的检测模块也是论文必不可少的一部分。
此外，文中给出了主控芯片模块、LCD显示板、水位监测控制、电键控制、报警器和电磁阀控制等模块的结构及其工作原理、系统硬件原理图、程序流程图，并结合相应的理论设计进行研究。
开头部分阐述的是研究太阳能热水器的必要性和国内外的研究动态，正文开始是设计要求，接着主要是方案的得不足可以加以改进的地方。
此设计相对来说比较系统解决了热水器上在水时需人工等待和过量溢水的问题，达到了省时、省水的目的。
该系统与传统的太阳能热水器控制系统相比较，具有结构简单、使用方便、价格低廉、抗干扰能力强等特点。
关键词：AT89S52；RC充放电；智能控制；双机通信目录第1章绪论 0前言 0国内外研究动态 0太阳能热水器智能水位控制系统整体结构介绍 (1)第2章方案的选择 (2)水位传感器的选择 (2)单片机的选择 (4)AT89S52选择和其功能性能 (4)AT89S52引脚功能介绍 (4)第3章硬件电路设计 (7)水位检测模块 (7)水位测量原理 (7)水位检测电路设计 (8)LCD液晶显示模块 (9)12864液晶[8] (9)LCD液晶显示电路设计 (11)键盘控制模块 (12)报警模块 (13)电磁阀控制模块 (14)双机通信及其他电路设计 (15)．其他电路设计 (16)晶体振荡电路 (16)复位电路 (17)设计总电路图 (17)结束语 (20)致谢 (21)[参考文献] (22)第1章绪论前言地球上的不可再生能源总有一天会消耗殆尽，所以开发和有效利用太阳能这样的环保且资源丰富的能源有着重要的意义。
水塔水位控制系统设计毕业设计
目录第1章概述 (2)1.1 背景介绍 (2)1.2 设计要求及意义 (3)第2章系统方案的设计 (4)2.1 总体设计方案 (4)2.2 系统组成 (6)第3章硬件设计 (6)3.1 单片机的简要介绍 (6)3.2 水位检测电路 (8)3.3 水质检测电路 (9)第4章软件设计 (10)4.1 水位控制程序 (10)4.2 水质检测程序 (12)第5章系统调试及说明 (15)5.1 软件调试 (15)5.2 硬件调试 (19)5.3 使用说明和注意事项 (20)第6章总结 (21)第7章致谢 (22)第8章参考文献 (23)第9章附录 (24)9.1 源程序清单 (24)9.2 总电路原理图 (29)第1章概述1.1 背景介绍随着科学技术的发展, 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统, 智能仪器和家用电器中得到广泛使用。
在实时检测和自动控制的单片机使用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用。
水塔水位控制系统的基本要求是能够在无人监控的情况下自动进行工作, 在水塔中的水位到达水位下限时自动启动电机, 给水塔供水；在水塔水位达到水位上限的时候自动关闭电机, 停止供水。
并能在供水系统出现异常的时候能够发出警报, 以及时排除故障, 随时保证水塔的对外的正常供水作用。
水塔是在日常生活和工业使用中经常见到的蓄水装置, 通过对其水位的控制对外供水以满足需要, 其水位控制具有普遍性。
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、水塔水位的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。
该设计采用分立的电路实现超高、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。
水塔水位自动控制电路设计-毕业设计说明书
水塔水位自动控制电路设计-毕业设计说明书四川信息职业技术学院毕业设计说明书设计(论文)题目:________________________水塔水位自动控制电路设计专业: 应用电子技术班级:学号:姓名:指导教师:二〇一三年十二月五日目录摘要 (1)绪论 (2)第1章方案论证与分析 (3)1.1系统功能要求 (3)1.2整体方案 (3)1.2.1方案比较与论证 (3)1.2.2方案论证 (5)第2章硬件设计与分析 (6)2.1单片机最小系统 (6)2.1.1芯片介绍 (6)2.1.2单片机时钟电路设计 (8)2.1.3单片机复位电路设计 (9)2.2超声波测水位电路 (10)2.3指示电路 (11)2.3.1显示电路 (11)2.4报警电路 (12)2.5交流接触器工作原理 (12)2.6整机电路工作原理 (13)第3章软件设计 (14)3.1主程序流程图 (14)3.2中断流程图 (14)第4章系统仿真与调试 (16)4.1常用调试工具 (16)4.1.1Keil 软件 (16)4.1.2Proteus软件 (16)4.2系统调试 (17)第5章实物制作与调试 (18)5.1PCB板的制作 (18)5.2元件的装配 (19)5.3调试与性能检测 (20)参考文献 (22)附录1 整机电路原理图 (23)附录2 源程序 (24)附录3 元器件清单 (27)摘要采用低功耗单片机为控制核心、辅以超声波水位状态采集模块、二极管指示模块、电源供电模块、扬声器报警模块设计的自动水塔水位控制系统，通过一只中间继电器来接通大功率的交流接触器，控制水泵的运行成功实现水塔水位控制功能，它具有电路简单、功能齐全、制作成本低、性价比高等特点，是一种经济、实用的自动水塔水位控制系统。
硬件部分主要由单片机指示灯、继电器、蜂鸣器等基本外围电子电路组成。
它设计的优点是当水位达到一定的位置时报警器开始报警。
因此在生活实践应用中具有一定的价值。
水池水位自动控制系统设计
水池水位自动控制系统设计与制作摘要根据物体在水中漂浮的性质，可以用一个浮球来感知水塔里水位的升降，用来控制水泵，使水泵能自动对水池上水，水满时能自动断电停止，真正做到了水池的全自动控制功能，解决了人们日常用水的诸多不便。
本毕业论文范文写的是水池水位自动控制电路的作用是根据水位的高低，自动地控制水泵的启动与停止。
水泵和水位的高低是相互反馈的。
这样就可以实现水位自动控制的目的。
我所设计的水位制动控制装置是有以下几部分组成：水位自动控制电路，高低水位报警器，数码显示。
水位自动控制在一定范围内（如 2 -6 米），当水位低至2米时使水泵启动上水；当水位升至6米时，使水泵停止工作。
因特殊情况水位超限（如高至7米、低于2米）报警器报警。
设有手动按键，便于随机控制。
由数码管直观显示当前水位。
本系统可以随时的控制水位的高低，防止过量放水或来水无人打开关。
关键词：水池；浮子开关；自动上AbstractAccording to the nature of an object floating in the water, you can use a float to sense the water level in the lift tower to control the pump, the pump automatically to the water tower, Sheung Shui, water, power off automatically when full stop pumping water tower, and truly automatic control tower to solve the inconvenience of daily water.Pham Van of the thesis is written in the role of water level automatic control circuit is based on the level of the water level, automatic control of pump start and stop. Pumps and water level is the level of mutual feedback. This level can automatically control. I designed the brake control device is the water level has the following components: automatic water level control circuit, high and low water level alarm, digital display. Automatic water level control within a certain range (eg. 2-6 meters), when the water level as low as 2 meters, the Sheung Shui to start the pump; when the water level to 6 meters, the pump stopped working. Water level gauge due to special circumstances (such as up to 7 meters, as low as 2 meter) alarm to the police. With manual buttons, easy to stochastic control. Visual display by the LED current level. The system can control the water level at any level, to prevent excessive drainage or runoff and no open relationsKeywords:water tower; float switch; automatic pumpin目录摘要 (I)Abstract (2)第一章引言 (1)第二章水位自动控制装置整体电路图及工作原理 (5)2.1 整体装置电路图： (5)2.2 工作原理： (6)2.3 运行方式： (6)第三章电路设计 (7)3.1 水位自动控制电路设计 (7)3.2 高低水位报警器电路设计 (8)3.3 数字显示的电路设计 (8)3.3.1 数码管的电路图 (8)3.3.2 数字显示的原理 (9)第四章故障处理 (10)4.1 水泵的常见故障及检修 (10)4.1.1 无法启动 (10)4.1.2 水泵发热 (10)4.1.3 流量不足 (10)4.1.4 吸不上水 (11)4.1.5 剧烈震动 (11)4.1.6 深井潜水泵不上水或者水量小 (11)4.2 关于PLC控制器 (12)结论 (13)致谢 (14)参考文献 (15)第一章引言随着城乡人民生活水平的不断改善，许多家庭都使用上了高位水池自来水系统或楼顶太阳能热水箱。
简单的水位控制电路设计
简单的水位控制电路设计
一个简单的水位控制电路可以使用一个水位传感器和一个继电器来实现。
步骤如下：
1. 将水位传感器安装在水箱或液体容器中，确保传感器的位置能够准确地检测到水位的变化。
2. 将传感器的信号线连接到一个比较器电路的输入端。
比较器电路可以使用运算放大器来实现。
输入端的另一端连接一个可调阈值电位器。
根据实际需求，通过调节阈值电位器的阈值来设置水位的上下限。
3. 比较器的输出连接到一个继电器电路。
继电器是一个电磁开关，可以用来控制其他电气设备的开关。
4. 将继电器的输出端连接到需要控制的设备，例如水泵或阀门。
当水位超过或低于设定的阈值时，比较器的输出会触发继电器，从而打开或关闭设备。
需要注意的是，这只是一个简单的水位控制电路设计，可能需要根据实际需求进行调整和改进。
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水位控制电路设计
一、设计任务与要求
1、控制器能准确测量出水箱内的水位。
2、水位过低时控制器讲导通水泵自动供水，水位达到一定程度时便自动停止供水。
二、方案设计与论证
设五个水位分别为：最低水位、水箱1/3处，水箱1/2处、水箱3/4处、最高水位。
五个发光二极管分别对应以上不同的水位。
在水箱中插入一根绝缘棒，在绝缘棒对应位置上按上五个电极，拉出五根导线连在发光二极管上，并提供电源。
若水位满过探头电极，利用不纯净水导电这一性质，电路导通，对应的发光二极管亮。
利用水位是否满过电极控制水泵工作，实现自动供水功能。
设水箱1/2处为水位下限点A，设水箱最高水位为上限B，当水位高于B点时，利用设计电路使水泵不导通，当水位低于B点时，水泵通过设计电路导通工作。
导通关断工作可利用继电器、三极管等元件进行。
方案一、
本电路用一块555时基电路和少量外围元件，依靠电平变化来触发翻转使J吸合或释放控制电机工作。
当水位低于B点时，Ic(555)
②、⑥脚电压小于1／3Vcc③脚为高电平，J吸合抽水机工作。
当水位升至a点时，②、⑥脚为高电平，③脚为低电平，J释放抽水停止，在此由R1使水位保持在A、B两点之间。
重要部位就是A、B两接点。
为了防止氧化，我用炭棒作接点材料。
要使这两点悬空离池边3～10cm，c点用螺栓固定在水泵或水管任一部位。
方案二、
在水箱绝缘棒最低水位处设一个C点，C点连接电源。
当水位低于A 点或者在A、B之间的时候，利用与非门、三极管和继电器接通水泵，当水位处于B点时，A、B进入与非门，与非门输出为高电平，通过继电器导通水泵。
方案二容易成功，我们选择了方案二
三、单元设计电路与参数计算
一、电路与参数计算
图1是控制器电路图，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T1(BC547)的基极，其集电极连到12V 电源，发射极连到继电器RL1，继电器RL l接入与非门N3第○13脚。
同样，上限水位探头"B"接到晶体管T2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N1第①、②脚，与非门N2的输出第④脚和与非门N3的第○12脚相连，N3第①脚输出端接到N2第⑥脚输入端，并经电阻R4与晶体管T3的基极相连，与晶体管T3发射极相连的继电器RL2用来驱动电动机M。
当水箱向水位在探头A以下，晶体管T1与T2均不导通，N3输出高电平，晶体管T3导通，使继电器RL2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T1提供了基极电压，使T1导通，继电器RLl得电吸合N3第○13 脚为高电平，由于晶体管T2并无基极电压，而处于截止状态，N1第①、②脚输入为低电平，第③脚输出则为高电平，而N2第⑥脚输入端仍为高电平，因而N2第④脚输出则为低电平，最终N3第11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T1仍得到基极电压，继电器RLl吸合。
N3第○13脚仍为高电平，同时，水箱中的水也给晶体管T2提供基极电压使其导通，Nl第①、②脚输入端为高电平，
第③脚输出端为低电平，N2第④脚输出端为高电平，N3第○11脚第终输出低电平，使T3截止，电动机停止抽水。
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T1的基极电压，继电器RLl继续吸合，使N3第○13脚仍为高电平，但晶体管T2不导通，N1第①、②脚输入端为低电平，其第③脚输出端为高电平，N2第⑥脚为低电平，则N2第④脚输出为高电平，最终N3第○11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T1与T2均不导通，与非门N3输出高电平，驱动继电器RL2，电动机又开始将水抽入水箱。
图2为指示器／监控器电路图，共有五个发光二极管，如果发光二极管全部亮，表示水箱中的水已充满。
12V电源送到水箱底部的水中，晶体管(T3～T7)只要得到基极电压，就会导通并点亮相应的发光二极管(LED5~LEDl)。
当水箱中的水到达最低水位C时，晶体管T7导通，LEDl点亮；当水位上升到水箱的1／4时，晶体管T6导通，LEDl 与LED2点亮；当水位升到水箱的一半时，晶体管T5导通，则LEDl、LED2和LED3点亮；当水位升到水箱的3／4时，晶体管T4导通，则LEDl～LED4均点亮；当水箱的水充满，晶体管T3导通，五个发光二极管全亮。
因此从发光二极管点亮的状态，就能知道水箱中的水位发光二极管与水箱中的水位对应关系如附表所示。
其中电源为直流12V，保护电阻一律选用1K 。
四、仿真结果
五、原理及元件清单
1、总原理图
2、PCB电路板
3、元件清单
六、安装与调试
因为电路较简单，且只需一片CD4011集成电路，不需要调试即可使用。
七、性能测试与分析
八、结论与心得
九、参考文献。