水泵和液位监控系统技术方案
液位过程控制课程设计
中南大学《过程控制仪表》课程设计报告设计题目液位控制系统设计指导老师王莉吴同茂设计者龚晓辉专业班级自动化09级05班02号设计日期2012年5月目录第一章过程控制仪表设计的目的意义 (1)1.1 设计目的 (1)1.2课程在教学计划中的地位和作用 (2)第二章液位控制系统实验控制设计与调试 (3)2.1 液位控制系统的工艺及控制要求 (3)2.2 液位系统控制实验方案设计 (5)2.3 系统调试与控制效果 (7)第三章火力发电气泡水位控制系统设计 (8)3.1 火力发电厂生产工艺及控制要求 (8)3.2 系统总体方案设计 (9)3.3 系统硬件设计 (11)3.4 系统软件设计 (14)第四章收获、体会和建议 (16)参考文献第一章过程控制仪表设计的目的意义1.1 设计目的本课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节，是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用。
其目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，使学生通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型，促进学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。
其主要是设计工业生产过程经常遇到的压力、流量、液位及温度控制系统，使学生将理论与实践有机地结合起来，有效的巩固与提高理论教学效果。
1.2课程在教学计划中的地位和作用课程设计对过程控制课程有重要的实践意义，可以加深学生对所学知识的理解与运用。
主要的内容是通过对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计，掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法，进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，进而提高学生解决实际工程问题的能力。
基本要求如下:1. 掌握变送器功能原理，能选择合理的变送器类型型号；2. 掌握执行器、调节阀的功能原理，能选择合理的器件类型型号；3. 掌握PID调节器的功能原理，完成相应的压力、流量、液位及温度控制系统的总体设计，并画出控制系统的原理图和系统主要程序框图。
双储液罐水位控制系统
前 言随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。
在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是困难。
通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
组态控制技术作为计算机控制技术发展的产物，其先进性和实用性已经被工业现场的广大技术人员认可并得到广泛应用。
组态软件适用于许多工业领域，因为其功能强大而倍受青睐。
一．本课题研究的背景双储液罐水位控制系统被控对象由上、下两个储液罐组成，上、下水位和温度分辨经2个压力变送器和温度变送器检测后，通过安装在出水管网上的远传压力传感器将压力信号转化为4-20mA的标准信号送入PLC，经PID运算与给定压力参数进行比较，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵转速，调节系统供水量，使系统的供水管网压力保持在给定压力上；当用水量超过一台泵的供水量时，通过PLC控制器加泵。
根据用户用水量的大小来控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。
当供水负载变化时，输入电机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以压力设定值为基准的闭环控制系统。
二．组态软件的介绍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。
水位控制系统的KingVIEW组态软件设计
1 引言随着现代化大型工业生产自动化的不断兴起以计算机控制系统生产的企业越来越多。
工业自动化技术的巨大变化，用户可以利用组态软件方便快捷的组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，组态王工控组态软件将为我们提供强有力的软件支持[1]。
1.1 背景组态王工业自动化控制组态软件（以下简称组态王工控组态软件）为用户建立全新的过程控制系统提供了一整套解决方案。
组态王工控组态软件是一套32位工控组态软件，可稳定运行于Win98,Winxp,Win2000, Win Nt操作系统，集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工程报表、历史数据与曲线等诸多强大功能于一身，并支持国内外众多数据采集与输出设备，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械、纺织、航天、建筑、材料、制冷、交通、通讯、食品、制造与加工业、水处理、环保、智能楼宇、实验室等多种工程领域。
本论文以一个工程实例对组态王工控组态软件的特点与功能进行综合性描述[2]。
1.2 课题的提出在现今社会，对车间进行有效的的监控，具有十分重大的意义[3]。
传统的车间因为其自动化程度不高、安全可靠程度不够等诸多原因已经不能满足要求。
本文正是设计一套集安全性、精确性、可操作性等优越性能为一身的系统为出发点。
本文以某车间为背景开发了液位的监控系统，通过对车间工艺的分析与研究，确立了驾控系统的控制对象和控制目的，给出了系统的总体设计方案，系统硬件组态的开发方案，实现了现场信号的采集、处理、报警连锁及控制功能[4]。
2 KingVIEW介绍2.1 什么是组态王组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一种组态软件，它可以运行在Windows98、WindowsNT和Windows2000操作系统下，目前最新版本是6.51版[5]。
组态王为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能[6]。
第三章 水泵及管道系统的控制调节
H H 0 sQ
2
H H 0 kQ
H H 0 sQ 2
H H 0 kQ
Hd Hc
图3.12 水泵出口变压调速给水系统工作特性
图3.12中的b、c、d 三点分别代表水泵出口恒压、理想变 压、线性化变压三种控制方式在某一供水量Q'时的上作点。
2 控制点设在最不利点
图3.7 二泵站水泵工 况点的变化
2 恒流调速
这是给水系统一泵站的典型 情况。 一泵站按最低水位设计，但H2 运行中多数时间内水源水位H1 常处于常水位附近，高于最 低水位，实际需要的水泵扬 程低于设计扬程。常采取关 小管路阀厂的方式消耗多余 的小头，保证一泵站取水流 量恒定。 造成能量浪费，需要以水量 恒定为目的的水泵调速。 图3.8 一泵站水泵工 况点的变化
(1)可以按手动或自动两种方式控 制水泵的开停，设手动按钮m、 a； (2)在自动控制方式下，水泵可以 根据水位变化自动开停，设水 位开关p、v、h、b； (3)对低位水箱水位的限制。当水 位低于b时，低位水箱处于缺水 状态，水泵必须停止；当水位 高于h时，低位水箱处于充满状 态，允许水泵启动； (4)对高位水箱水位的限制。当水 位低于v时，高位水箱处于放空 状态，水泵可以启动供水；当 水位高于p时，高位水箱充满， 图3.4高低水箱给水系统示意图 水泵应该停止供水。
经分析，这是有记亿的逻辑控制系统，用变量MPt-1表 示水泵当前状况，这样共有p、v、h、b、 MPt-15个逻 辑变量，共同决定水泵自动开停。水泵的工况改变， 用交流接触器实现，以MP表示其线圈及主触点。5个 逻辑变量，共有25＝32种可能的逻辑组合。
低水箱达低水位，是否 运行取决于之前状态 故障 两水箱都达低水位，是 否运行取决于之前状态 高水箱达高水位，停止 低水箱达高水位，运行 故障 低水箱达高水位，高水 箱达低水位，是否运行 取决于之前状态 高水箱达高水位，停止
基于单片机的水位控制系统设计毕业论文
基于单片机的水位控制系统设计毕业论文目录河系学院本科生毕业论文（设计）诚信声明 ........................................................ 错误!未定义书签。
河西学院本科生毕业论文（设计）开题报告 ........................................................ 错误!未定义书签。
摘要 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
ABSTRACT ............................................................................................................... 错误!未定义书签。
1. 绪论 (2)1.1 研究背景 (2)1.2研究现状 (2)2.设计任务及要求分析 (3)2.1 设计任务及要求 (3)2.1.1 设计任务 (3)2.1.2 设计要求 (3)2.1.3 要求分析 (3)3. 系统方案论证与选择 (3)3.1方案设计 (3)3.2 系统整体方案 (5)3.2 各单元电路方案论证 (5)3.3 主要模块简介 (7)3.3.1 核心芯片STC89C51单片机 (7)3.3.2 1602液晶显示器 (9)4. 硬件电路设计 (13)4.1 单片机最小硬件系统电路 (13)4.2水位显示电路 (13)4.3 水位调整及其报警电路 (15)4.4初值设置按键电路 (15)5. 程序设计 (16)5.1水位控制系统主程序设计流程图 (16)5.2 水位控制系统主程序 (16)6. 实物调试与测试 (16)6.1实物图 (17)6.2 测试结果分析 (17)7. 结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (20)附录 (21)河西学院本科生毕业论文（设计）题目审批表 (29)河西学院物理与机电工程学院指导教师指导毕业论文情况登记表 (30)河西学院毕业论文（设计）指导教师评审表 (31)河西学院本科生毕业论文（设计）答辩记录表 (36)1. 绪论1.1 研究背景水位自动控制技术越来越频繁地进入到自动控制系统设计者的视线。
智能水泵控制器说明书
智能水泵控制器 使用说明书● 安装使用产品前，请阅读使用说明书并妥善保管；● 控制器必须由熟悉低压电器技术的专业人员进行安装；● 进行安装、接线、拆卸、维护时必须断开电源；● 严禁通电状态下直接用手触摸带电元器件；● 控制器通电前必须进行可靠接地。
● 若使用发电机作控制器电源时，待发电机电源稳定后，才可给控制器通电！<一控二>智能控制器说明书水泵一 产品简介应用范围：适用于两台水泵（一控二）直接启动型的不锈钢/铸铁深井潜水泵、离心泵、管道泵等的自动控制及保护，尤其独特设计的无需安装下水池（水井）探头即可实现灵敏可靠的水泵干转停机保护功能，更方便深井潜水泵、管道泵的施工安装及节省费用。
特别设计的双泵自动轮换功能可最大限度降低水泵锈蚀现象，泵故障自动切换功能更使供水系统的可靠性得到保障。
本机型通过连接与其配套的远程同步显示控制器，可实现远程监控，远程同步显示控制器可实时显示电压、电流等工况，并实现所有控制功能。
主要特征：手动、自动工作时具有缺相、错相、超温、堵转、三相不平衡、过流、干转、过压、欠压的保护；可以实现液位、压力、浮球的自动控制，通过连接与其配套的远程同步显示控制器，可实现远程监控(RS485)，远程同步显示控制器上可实时显示电压、电流等工况，并实现所有控制功能<选配功能>。
技术参数：额定输出功率: 参见机器功率铭牌额定工作电压:参见机器功率铭牌过流动作时间: 5秒-5分钟（反时限特性—电流越大时间越短）干转故障恢复时间: 30分钟（手动），自动状态下1秒后切换至另一台泵过流故障恢复时间: 5分钟（手动），自动状态下1秒后切换至另一台泵欠压/过压/三相不平衡恢复时间：2分钟（手动），自动状态下1秒后切换至另一台泵欠压动作电压: 标称电压80% 过压/欠压动作时间: < 5 秒过压动作电压: 标称电压115% 堵转动作时间: < 0.1秒缺相动作时间: <2秒 短路动作时间: < 0.1秒干转保护动作时间: 6秒 双泵自动轮换: 1：1轮换次数液位传输距离: ≤1000米 防护等级:IP54网络传输距离：1200米（采用双绞屏蔽型电缆 STP-120Ω（for RS485 & CAN one pair 20 AWG）液晶屏显示图注意：若遇雷雨天气，请务必关闭控制器输入电源注：高配机型具备：错相/三相不平衡/超温功能及故障干接点输出端口注：单相机型：无错相/缺相/三相不平衡功能强腐蚀性气体或液体机械冲击淋雨极端的冷和热。
水塔水位PLC自动控制系统
目录1概论 ................................... 错误!未定义书签。
1.1 可编程序控制器简介................ 错误!未定义书签。
1.2 PLC的工作原理..................... 错误!未定义书签。
1.3 PLC的特点 ........................ 错误!未定义书签。
1.4 PLC的选择 ........................ 错误!未定义书签。
2 水塔水位自动控制系统方案设计........... 错误!未定义书签。
3 水塔水位自动控制系统硬件设计........... 错误!未定义书签。
3.1水塔水位控制系统设计要求........... 错误!未定义书签。
3.2 水塔水位控制系统主电路............ 错误!未定义书签。
3.3 水泵电机的选择.................... 错误!未定义书签。
3.4 水位传感器的选择.................. 错误!未定义书签。
3.5 PLC I/O接口分配................... 错误!未定义书签。
3.6 PLC控制电路原理图................ 错误!未定义书签。
4 水塔水位自动控制系统PLC软件设计....... 错误!未定义书签。
4.1 程序流程图........................ 错误!未定义书签。
4.2 梯形图程序........................ 错误!未定义书签。
4.3 指令表............................ 错误!未定义书签。
总结................................. 错误!未定义书签。
参考文献................................. 错误!未定义书签。
1概论我国的水工业科技发展较快，与国际先进水平的差距正在不断缩小，水工业科技体系已初步形成，拥有一支从事水工业基础科学研究、应用研究、产品研制和工程化产业化开发的科技队伍。
排水智慧管控平台建设方案
排水智慧管控平台建设方案一、方案背景随着城市化进程的不断推进，城市排水问题日益突出，给城市环境和民生带来了严重的影响。
为了更好地管理城市排水，提高排水系统运行效率，保障城市排水安全，建立一套智慧管控平台已经成为当务之急。
二、目标和功能目标：建立一套智慧管控平台，实现对城市排水管网的监控、管理和调度。
具体功能：1.采集和监测：利用IoT技术，在城市排水系统中安装监测设备，对排水管网进行数据采集和监测，实时掌握排水管网的状态，包括液位、流量、水质等信息。
2.预警和预测：基于采集的数据，通过算法模型进行数据分析和处理，预测和预警管网中的问题，如管网堵塞、水位上涨等情况。
3.远程调度：对管网中的故障和异常情况给出即时的处理方案，并远程实现管网的调度和控制，如调整污水泵水位、打开或关闭阀门等。
4.数据分析：对采集的数据进行分析和处理，建立管网的运行模型，为管网的优化和改进提供数据参考。
5.信息共享：通过互联网技术，将采集的数据和分析结果共享给相关部门和公众，提升公众对城市排水环境的认知和管理能力。
三、技术方案1.采集与监测：为实现排水管网的实时监测和数据采集，需在污水收集站、污水泵站等关键位置安装传感器，采集所需数据，包括液位、流量、PH值、溶解氧、电导率等；同时，基于IoT技术，将采集的数据传输到云端进行存储和处理。
2.数据处理：通过算法模型对采集的数据进行分析和处理，实现故障预测和预警功能，同时分析历史数据，建立管网的运行模型，为后续的管网优化提供支持和参考。
3.远程调度：在云端建立排水管网的控制中心，实现远程的管网调度和控制，提供控制策略和参数，如打开或关闭阀门、调整污水泵水位等。
4.信息共享：利用互联网技术，将采集的数据和分析结果共享给相关部门和公众，提升公众对城市排水管理的认识和参与度。
四、实施方案1.设立智慧排水管网管理部门，负责平台的建设、运维和管理。
2.采购适配于平台的传感器、数据采集设备和远程控制设备。
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6
温湿度
机房内温度、湿度监测，具有阈值告警功能；
7
漏水
漏水告警状态。
4
4.1
首页展示
系统首页可根据用户角色选择不同的展示内容组合，并可直接点击进入管理界面。即可根据需求自定义管理门户，按照管理角色选择管理的内容，包括：能效状况、报表统计与分析等，并直接链接进入详细内容展示，实现高效管理。以及多机房异地的联网监控管理，以电子地图的方式管理各地区机房。
权限管理的主要功能包括：角色类型定义、权限组定义、分配权限组给角色、指定角色给用户。
4.4
系统提供丰富的管理报表，包括日报表、月报表、年报报表等，所有报表都可以由用户自定义，满足不同监控要求，例如报表的内容、格式、记录间隔等都可以设定，报表内容有两种显示形式：电子表格和曲线变化的图形显示。所有报表均可导出excel、后保存及打印。
监测实现：使用输入输出模块，输入输出模块同时具备开关量输入和继电器输出，继电器输出通过交流接触器扩流控制水泵电源，实现开关控制。水泵控制逻辑根据现场情况可以通过软件平台自行调整。支持低水位启动、高水位关闭，已经液位异常变化或者无变化时保护性关闭等逻辑。
监测内容：实时检测并记录运行状态、开启时间等情况。
水泵和液位监控系统
技
术
方
案
1
根据调研，需要完成6组水泵和液位的监控与控制，实现远程管理、无人值守自动管理。
水箱实时监控液位数据，当出现水位低于阀值或者高于阀值时，提供告警；同步启动水泵供水。
水泵联动液位信息，自行启动与关闭。水泵启动后，判断液位五变化，做保护性关闭，并提供告警。
2
监控系统中，设备设备主要包括液位传感器、水泵电源和嵌入式监控主机。嵌入式监控主机负责各区域的现场监控，将现场设备的各种信息进行存储、实时处理、分析和输出，或将控制命令发往前端智能模块，同时将信息上传至服务器。
4.3
该系统具有权限管理功能，可设置多个用户按照指定的角色使用本系统，并进行自己权限范围内的操作，譬如：删除用户、给用户分配权限等。系统权限管理的搭建基于：一个用户担当一个或多个角色，一个角色拥有一种或多种权限，从而使得系统的角色权限管理非常灵活、通用、易于扩展。譬如：系统新增加一个模块，要把这个模块的一些权限分给担当某种角色的用户，此时，只要把这些权限与该种角色相关联就可以实现，不用给此种角色的每个用户都分配一次，提高效率。
监控系统平台负责各子系统的统一管理，对数据进行分析，完成各种统计报表，并在平台上实现各种高端管理应用，如报表管理功能、告警管理功能、数据管理功能等。用户可在该平台上通过客户端轻松地了解机房动力和环境的运行状况。
3
3.1
监测对象：对水泵进行远程开关控制。
监控必要性：远程控制，有效地节省能耗，同时减低人工成本。同时，也可以根据实际应用，结合液位等进行逻辑控制。
4.2
报警响应方式
通过可视化显示和声音提示来显示报警响应状况。系统支持以下几种报警响应方式：
A.屏幕响应：当出现任何报警响应时，不论监控主机在进行任何操作或任何工作，系统都会将报警信息画面自动弹出，并显示在最上方，同时伴随着画面闪烁，并具有文字说明，对报警情况做出准确的描述，内容包含报警响应地点、设备、类型、参数、时间，通知在线的操作人员。
3.3
编号
监控对象
监控参数（必须包括但不限于）
1
智能电量仪
智能仪表的相电压、相电流、功率因数、频率、有功功率、总有功输入功率、总视在功率、电度数、并对以上参数实现阈值告警功能
2
UPS
输入电压、输入频率；
输出电压、输出电流、输出频率；
电池电压、电流、剩余容量百分比、剩余后备时间；
旁路状态、电池逆变供电状态；
系统的报表管理还具有以下功能：
历史数据的统计功能：系统能够根据设备类型、告警等级、时间段（月、年、任意时间段）等条件生成的告警统计报表、遥测量统计表。
B.声音响应：出现报警响应时，监控主机多媒体音箱会播放报警声音，以通知在现场的值班人员。
C.电话响应：当报警响应发生时，系统可通过电话拨号方式，自动拨打已设置好的多组值班电话，包括固定电话和移动电话，以便及时地通知值班人员。
D.手机短信响应：具有不同的分组设置功能，可以按组别配置接收短信报警及配置发送人员名单；并可以灵活设置不同报警级别向不同人员或组别发送短信报警。当报警事件发生时，系统可以发送短信的方式，自动发送信息到值班人员手机，以便及时的通知值班人员。系统可设置报警信息限次播放，并支持TTS自动语音报读。
系统允许用户根据需要选择生成单项报表，组合报表或日志报表。
单项报表指针对系统内某一项参量生成的报表。报表内容由用户根据模块提供的组合条件进行定制，包括参量选择，自定义报表时间段等，而报表格式则由系统根据参量特点自动选择。生成的单项报表内容。
组合报表指对系统内在某些关键参量进行统计分析并组合生成的报表。报表内容由用户根据运营要求进行定制，报表格式可通过EXECL导出。组合报表按时间又中分为日报表，周报表和月报表等固定报表以及按时间段自定义生成报表。
UPS设备部件各项故障状态，并告警；
3
蓄电池检测仪
电池组端电压、充放电电流、充放电状态，并对充放电电流提供阈值告警；
电池单体电压、内阻、温度；
电池电压不均、内阻不均、温度过高需提供告警；
预估电池剩余放电时间时分别告警；
4
发电机
电压、电流、转速等运行参数和状态
5
精密空调
温度、温度、风机转速、水阀开度，并提供阈值告警；
3.2
监测对象：对水池内的水位定位监测，且实时报警，联动水泵启停。
监控必要性：自动检测水位，远程实时监控与告警提醒；水泵启停的逻辑信源。
监测实现：水池内部署液位传感器，再将输出信号接到监控主机。这样当感应水位异常时，系统会立即报警并通知管理人员，同时启动水泵。
监测内容：实时检测记录具体水位并进行报警。
在集成管理平台上通过查询各子系统的日志记录可生成各类日志报表，日志报表以日志清单的格式输出。
自定义报表：根据可根据业务需求自定义报表模板，也可对模板进行编辑修改可以手动方式和自动方式生成。
报表支持多样化展示模式，包括饼状图、柱状图、折线图等。
报表可由手动和自动两种方式生成。报表可由模板生成，报表模板可根据业务需求进行编辑修改。