液位控制器的设计
1 引言
在自动控制领域里,如果被控制对象是个比较复杂的非线性、时变而且又有大的滞后的系统的话,往往很难获得精确的数学模型,并且由于传统的经典控制方法是建立在数学模型的基础上的,没有数学模型,这些经典的控制方法是很难获得良好的动态和静态性能的。而模糊控制是一种模仿人的智能的控制方法,它不依赖于对象的数学模型,而是通过对模糊信息的处理做出对复杂对象的控制。模糊控制技术在复杂、大滞后、难以建立精确数学模型的非线性控制过程中表现出了优越的性能。
本文针对钢水液位控制系统的时变、非线性特性,设计出模糊控制器,并且将其应用到钢水的液位控制中。
2 钢水液位控制系统的组成
在钢铁生产的连铸工艺流程中,钢水从钢包流入中间包,然后通过浸入式水口流入结晶器,结晶器中钢水液位的调节一般通过调节中间包内可以上下移动的导塞杆的位置来实现。它的简化结构框图如图1 所示。和传统的开环控制或PID 闭环控制方式不同的是,本系统的控制器采用模糊控制器（虚线框内部分） 。
图1 钢水液位控制系统
2. 1 系统部件介绍
钢水液位控制系统中的执行机构采用电液伺服驱动装置来驱动导塞杆的上下位移,从而实现液位的调节。电液伺服驱动装置由伺服放大器和电液伺服阀组成。本系统采用的伺服放大器是为动圈式电液伺服阀设计的专用配套放大器,它采用固体组件,集成度高,并备有多种附件插板可扩展电路功能,且能方便地与计算机相连。其输入为电压信号,输出为电流信号。
电液伺服阀是电液伺服驱动装置中的一个核心部件,本系统采用DY系列伺服阀将电气部分和液压部分连接起来,用输入为毫安级电流去控制液体流动,来驱动活塞在液压缸中的位移,液压缸活塞的位移带动导塞杆上升或下降,从而实现液位的调节。
电液伺服驱动装置不仅能自动跟随控制器电输入信号而动作,而且起到信号功率放大作用。
液位信号的检测通过WY型差动变压器式位移传感器来实现,该传感器是基于变压器原理,通过一次线圈与二次线圈弱电磁耦合,使得铁心的位移变化量与电压信号成近似的线性关系。在使用时将它与浮子相连,可以把直线移动的铁心位移变换成电压信号,经APD 转换后输入计算机进行处理。
2. 2 模糊控制器的设计
本系统采用的是mamdani 推理型模糊控制器。模糊控制器采用双输入、单输出的结构,输入量选用设定的液位值与采样液位值之间的偏差E 以及液位偏差值的变化率EC ,输出量选用液位控制量U。模糊控制器的设计是模糊控制中的重点,它由模糊化、模糊算法、模糊判决三部分组成。
2. 2. 1 精确量的模糊化过程
根据本系统的实际性质和要求,对输入量E、EC 和输出控制量U 的模糊语言描述（模糊集）定义如下:描述输入量E、EC 和输出控制量U 的语言值模糊子集均选为{ PB ,PM,PS ,ZO ,NS ,NM,NB} ,量化论域均取为{ - 3 , - 2 , -1 ,0 ,1 ,2 ,3} 。
输入量E 的基本论域为[ - 1. 2 %～ + 1. 2 %] ,输入量EC 的基本论域为[ - 0. 6 %～ + 0. 6 %] ,输出量U 的基本论域为[ - 12～ + 12 ] ,则量化因子分别为:K1 = 3P1.
2 % = 250 ,K2 =3P0. 6 % = 500 ,K
3 = 12P3 = 4。
根据实际系统可写出输入量和输出量各档的隶属函数。本系统所选择的隶属函数均为三角形分布。这样就完成了精确量的模糊化过程。需要注意的是,不同系统中,模糊集的隶属函数是不同的,要根据实际情况和实践经验而定。
2. 2. 2 模糊控制算法
模糊控制的核心是模糊控制规则的建立,模糊控制规则的实质是把操作者的经
验加以总结,并将在控制过程中由经验得来的相应措施总结成一条条控制规则。在得到输入偏差量E ,偏差变化率EC 和控制量U 的模糊集后,就可以利用“若E 且EC ,则U”的控制规则进行模糊控制器的建立。这种控制规则是总结人们的操作经验和思维过程,根据测得的偏差和偏差变化率,来判断应该施加的控制量。表1 为总结出各种情况时的控制规则表。
该表总结出一个完整的控制策略,表中每项对应一条模糊条件推理语句。每一条模糊条件推理语句,对应一个模糊关系为:R = E ×EC ×U。按上式即可计算出每一条模糊条件推理语句所对应的一个模糊关系矩阵R1 ,R2 , ……,Rn , 将所有的模糊关系矩阵求并集运算,即:R = R1 ∪R2 ∪?∪Rn ,即可求出总的模糊关系R。
在计算出总的模糊关系R 后,在输入已知的条件下,输出由这个总控制规则的模糊关系确定,例如当有任意输入偏差E1和偏差变化率EC1 时,用推理合成原理即可算出相应的控制量U1 : U1 = E1 ×EC1 ×R。
2. 2. 3 模糊判决
由模糊数学理论知道,总的模糊关系矩阵R 是一个49 ×7的矩阵,每次控制计算都处理这样一个矩阵是很困难的,为此,事前先将R 矩阵算出,然后算出每种输入状态下的模糊控制输出,最后用最大隶属度决策算法,将模糊控制输出转化为精确的实际输出动作。经过计算的模糊查询表如表2 所示。
在实时控制时,先将该表存入计算机,只要测得E 和EC ,通过查询计算机内存中的总控制表,即可得到相应的控制量U 去控制生产过程。
3 模糊控制系统的MATLAB 仿真
为了验证模糊控制器在钢水液位控制系统中的使用效果,同时为了在仿真过程中及时调整模糊控制器的控制规则和各项参数,我们利用MATLAB 软件进行了仿真研究。在仿真过程中对于执行器和被控对象,近似等效为带滞后的二阶惯性环节。
在进行MATLAB 仿真时,首先在模糊逻辑工具箱的图形用户界面（GUI）下建立上述的模糊控制器,然后在SIMULINK环境下,选择所需的模块,建立系统仿真模型进行仿真。图2 是选取大小为0. 3 的常值信号作为系统的设定输入,选取阶跃信号对
系统作定值扰动时的仿真曲线。从图中可以明显看出模糊控制具有较好的动态性能和抗干扰能力,不但有较短的响应时间,而且超调量小。
4 结束语
用MATLAB 软件进行模糊控制器的仿真是一种直观而且简便的方法,它可以大
大缩短模糊控制器的设计周期。从钢水液位控制系统的仿真情况来看,模糊控制的快速性、跟踪性能和定位准确性比传统PID 控制时有较大的改善。在实际应用中,还需要根据现场运行情况的变化对模糊查询表进行不断修正,以获得更佳的控制效果。
目录 摘要 (2) 1绪论 (3) 引言 (3) 电容式液位测量技术的发展 (4) 电容式液位测量现状 (4) 电容式液位测量存在的问题 (5) 电容式液位传感器的发展趋势 (5) 2本设计的电容式液位测量方法 (6) 测量原理及实现思路 (6) 液体的物理参数对液位测量的影响 (8) 极板设计 (9) 液位测量系统的基本构成 (11) 3硬件设计 (12) 电源电路设计 (12) 电容测量电路设计 (13)
放大调零电路设计 (14) A/D转换电路设计 (16) 4误差分析 (17) 电容测量误差对精度的影响 (17) 影响液位测量的主要因素 (18) 5总结 (19) 参考文献 (20) 摘要 在工业自动化生产过程中，为了实现安全快速有效优质的生产，经常需要对液位进行精确测量，继而进行自动调节、智能控制使生产结果更趋完善。 通常进行液位测量的方法有二十多种，分为直接法和间接法。直接液位测量法是以直观的方法检测液位的变化情况，如玻璃管或玻璃板法。然而随着工业自动化规模的不断扩大，因其方法原始、就地指示、精度低等逐渐被间接测量方法取代。目前国内外工业生产中普遍采用间接的液位测量方法，如浮子式、液压式、电容法、超声波法、磁致伸缩式、光纤等。其中电容式液位测量价格低廉、结构简单，是间接测量方法中最常用的方法之一。
本设计采用一种与介质无关的电容式液位测量方法，解决了传统电容测量与被测介质有关的技术难题。它可以应用于动态液位测量，尤其是在被测液体本身介质常数和液位，随时间和环境等因素容易发生变化的场合，如车用燃油油位的计量，从而向当今高精度、数字化、集成化、智能化的科学技术全面发展更迈进了一步，对满足石油化工等液位检测领域的迫切需求具有重大的理论和应用价值，前景十分广阔。 消除电容式液位测量方法中介质介电常数的因素是关键，设计符合测量方法的电容极板，通过电容电压转换电路处理为直流电压信号，由数据采集卡采集后送入单片机或计算机，最终实现算法的设计。其中电容极板设计时需注意消除和减小边缘效应和寄生电容的影响，同时要保证平板电容良好的绝缘性能和抗外界干扰性。 最后在整体设计和理论分析的基础之上，从硬件各部分进行具体的设计，包括硬件电路和各环节的信号量匹配等。通过理论计算和数据分析，验证了此液位仪具有良好的性能，达到了要求的技术指标，同时指出了需要改进和完善的地方。 1绪论
过程控制综合训练 课程报告 16 —17 学年第二学期课题名称基于PLC和组态王的 系统 姓名 学号 班级 成绩
水箱液位控制系统 [摘要] 在工业生产过程中，液位贮槽如进料罐、成品罐、中间缓冲器、水箱等设备应用十分普遍，为了保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡。因此，工艺要求贮槽的液位需维持在给定值上下，或在某一小围变化，并保证物料不产生溢出。例如，锅炉系统汽包的液位控制，自流水生产系统过滤池、澄清池水位的控制等等。根据课题要求，设计一个单容水箱的液位过程控制系统，该系统能对一个单容水箱液位的进行恒高度控制。 关键词：过程控制液位控制PID控制 Abstract: In the process of industrial production, liquid storage tank such as product cans, buffer, tanks and other equipments are widely used. In order to ensure the normal production,material supply and demand must be balanced to guarantee the process of the production. So, the process requires that the liquid level in the tank should be maintained at a given value, or change in a small range,and ensure that the material does not overflow,for instance,system of boiler drum level control, level control of filter pool and clarification pool of self-flowing water production
液位控制系统演示工程操作说明 一、创建工程 1、双击桌面中的图标，进入MCGS组态环境工作台，如图1所示。 2、点击图1中的“新建窗口”，出现“窗口0”图标。 3、点击“窗口0”鼠标右键，选择“属性”，按照图2进行设置，则窗口名称变为“水位控 制系统”，如图2右图所示。。 图2
二、画面设计 1、在“水位控制”窗口点击菜单中的【工具箱】图标，单击插入元件按钮，打开 【对象元件管理】中的【储藏罐】，选择罐17，点击确定。如图3所示，则所选中的罐出现在桌面的左上角，用鼠标改变其大小及位置。 图3 2、按照同样的方法，【储藏罐】选中2个罐（罐17，罐53），【阀】选中2个阀（阀58，阀 44），1个泵（泵40）。按图4放置。 图4 3、选中工具箱中的【流动快】按钮，单击鼠标并移动光标放置流动快。如图5所示设置
流动快。 图5 4、选中流动块，点击鼠标右键【属性】，按图6设置属性。 图6 5、添加文字，选中工具箱中的【标签】按钮，鼠标的光标变为“十字”形，在窗口任 意位置拖曳鼠标，拉出一个一定大小的矩形。建立矩形框后，鼠标在其内闪烁，可直接输入“水位控制系统演示工程”文字。选中文字，鼠标右键【属性】，按图7设置。
图7 6、点击菜单中的，可变更字体大小。按图5添加其他文字。 三、MCGS数据对象设置 2、单击工作台【实时数据库】按钮，进入【实时数据库】窗口。单击窗口右边的【新增对 象】按钮，在窗口的数据对象列表中，就会增加新的数据对象。双击选中对象，按图8设置数据对象属性。 图8 3、按照图9设置其他数据对象属性。
图9 4、双击【液位组】，存盘属性按图10设置，组对象成员按图11设置。 图10
摘要：泡沫是一种特殊的两相流形态，其力学、热学、光学等多种性能均与单相气体或液体有很大区别，由于泡沫的形成机理多样、性质变化复杂，至今尚无完善的研究理论体系，泡沫的液位测量在国内外也是一个空白开发了一种基于传热原理的测量泡沫液位的传感器，介绍了传感器的构造和原理，以及测量误差和动态响应的计算分析： 1引言 泡沫是气一液联合构造的特殊形态，也是一种具有重要研究价值的边界形态。在自然界和工业生产过程中，普遍存在着大量的泡沫和泡沫性物质。在有些领域它们对人类的生产和生活起着积极的推动作用，比如泡沫浮选、啤酒制造和消防；然而有时候泡沫的形成却起着相反的作用，比如造纸过程和放射性废水浓缩过程，能否有效地监测和控制泡沫，直接关系着产品质量和生产效率。目前，生产和科研领域急需用于泡沫测量的仪表。 通过对泡沫的深入调研，开发r一种基于传热原理的测量泡沫液位的传感器ll J，介绍其构造和原理，并进行了测量误差和动态特性的计算分析。 2泡沫概述 2．1泡沫的定义 随着现代科学技术的发展，对于泡沫的研究越来越受到各行业的重视，然而“泡沫”至今仍无统一的定义，人们也经常将它与其他状态的物质相混淆。英语中“泡沫”称为“foam”，常用的“bubble"是指“气泡”，而不是“泡沫”。现在比较通用的一种泡沫界定方法如下(如图1)： 图 1 泡沫与气泡、气泡分散体示意图 (1)气泡：浮于气体中的单个液膜包裹气体物，如娱乐中吹的肥皂泡； (2)泡沫：气多液少的“气／液”粗分散体，如污水处理产生的泡沫； (3)气泡分散体：液多气少的“气／液”粗分散体，如液体中的气泡。 2．2 泡沫的形成和稳定条件 泡沫形成的基本要素为：气液接触，含助泡剂，并且发泡速度高于破泡速度。 液体表面形成的泡沫如果不能够保持稳定，不会对外界产生明显的影响，影响泡沫稳定的主要因素是Marangoni效应，又叫作“自我痊愈效应”；表面粘度；液膜表面电荷；以及熵性双层互斥作用。 2．2泡沫的研究 目前泡沫的研究主要在两个方面：一是对于泡沫稳定性的研究，其重点在于增加泡沫流体的稳定性和消泡；二是对液体中气泡的动力学性质研究，主要研究方向有：在界面上气泡的生成理论、生长速率、动力学、脱离理论和数值模拟以及气泡传热传质的研究。泡沫的研究手段主要有： (1)声学技术：主要包括声学共振、脉冲探测，声纳复合频率反射方法，声学方法在海洋泡沫研究中使用较多；
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水位报警器外形尺寸长150宽90高70mm，可以配一个或两个液位传感器。配一个传感器时，报警器为水满报警：即在这个传感器有水时发出声光报警，同时上限继电器吸合。如果将报警器设置1（7、8端子）用一段导线连接（即短路），则报警器为缺水报警：即在这个传感器无水时发出声光报警，同时下限继电器吸合。如果配两个传感器时，则报警器在下限无水或上限有水时发出声光报警，同时相应的继电器吸合。继电器触点负荷均为220V10A。如果不需要声音报警则把设置2（9、10端子）用一段导线连接即可。以下为GKY-BJ典型的电气控制接线方案，其中KA为中间继电器或交流接触器： 以上是最简单电气控制方案，复杂的控制功能可以通过电气控制的设计来实现。具体可在https://www.doczj.com/doc/2c11073228.html,的“资料免费下载”栏目中下载所需的电气控制柜设计方案。
一、技术参数 工作压力：220V～50Hz 工作环境：-10°～40℃空载功率：4W 温度显示：00℃～99℃测温精度：±2℃ 水位显示：25 50 80 100 漏电动作电流：10mA0.1s 控制增压泵功率：500W 控制电热带功率：500W 控制电加热功率：1500W（可定制3000（）w）电磁阀：12V- 工作水压0.02～0.8Mpa （可选装低压阀，工作水压0.01～0.4Mpa） 外形尺寸：1.86×116×42（mm） 二、使用方法 安装完毕，接通电源，控制器开始自检，所有图文符号全亮，并发出蜂鸣提示音，自检结束后显示热水器水箱的水温与水位，如水位低于25，水温≤95℃，自动上水至设置水位。控制器按照出厂设定的参数自动运行。控制器五种模式：智能模式、定时模式、恒温模式、恒水位模式、温控模式。 1、智能模式（出厂设置模式） 4：00启动上水至50水位，5：0C启动加热至50℃，保证早晨起床后的洗漱用水：9：00上水至1 00水位，16：00启动加热至60℃，保证晚上有60℃的水供用户使用；若15：00低于80水位，则再补水至80水位。 2、定时模式 若智能模式不能满足您的需求，持续按“上水”键3秒钟启动定时上水模式，持续按“加热”键3秒钟启动定时加热模式，只能模式关闭。 定时模式出厂参数如下： 第一次定时上水时间为“09：00”，第二次、第三次定时上水时间设置为“一一”。三次上水
设置水位均为“100水位”。“一一”代表该功能未启动（下同）。 第一次定时加热启动时间为16：00，第二次、第三次定时加热启动时间设置为“一一”。 三次定时加热终止温度均为“60℃”。 如果定时模式出厂参数不能满足您的需求，您可以根据您的需求一次作如下设置，设置期间如10秒钟没有按键动作则自动退出，所修改的容自动保存。 2-1定时上水时间和水位设置 持续按“上水”键3秒钟，“定时上水”亮，此时智能模式关闭，蜂鸣提示一声。 2.1.1第一次定时上水时间和水位设置：屏幕显示“定时上水、F1”亮，“09”闪烁（09：F1表示第一次定时上水时间为9：00）。然后按V键在00：00-23：00、一一围设置第一次定时上水时间。继续按“SET”键，此时“定时上水、XX：F1”亮，“水位”闪烁，按V键在50-100围设置第一次定时上水停水水位。 2.1.2第二次定时上水时间和水位设置：继续按SET键，此时“定时上水、F2”亮，“一一”闪烁。然后按SET键，此时定时上水、xx：F2亮，水位闪烁，按V键在50-100围设置第二次定时上水停水水位。 2.1.3第三次定时上水时间和水位设置：继续按SET键，此时“定时上水、F2”亮，“一一”闪烁。然后按SET键，此时定时上水、xx：F2亮，水位闪烁，按V键在50-100围设置第三次定时上水停水水位。 2.2定时加热启动时间和加热终止温度设置 持续按“加热”键3秒，“定时加热”亮，此时智能模式关闭，蜂鸣提示一声。 2.2.1第一次定时加热启动时间和加热终止温度设置：屏幕显示定时加热、F1亮，1.6闪烁（16：F1表示第一次定时加热时间为16：00）.然后按V键在00：00-23：00、一一围设置第一次定时加热时间。继续按SET键，此时定时加热、XX：F1亮。60℃闪烁，按V键在40℃-60℃围
液位开关种类及原理 1浮球液位开关 浮球液位开关结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，产生开关信号。 2音叉液位开关 音叉液位开关的工作原理是通过安装在基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉液位开关的音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，音叉液位开关的这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号，达到液位报警或控制的目的。为了让音叉伸到罐内，通常使用法兰或者带螺纹的工艺接头将音叉开关安装到罐体的侧面或者顶部。 3电容式液位开关 电容式液位开关的测量原理是：固体物料的物位高低变化导致探头被覆盖区域大小发生变化，从而导致电容值发生变化。探头与罐壁（导电材料制成）构成一个电容。探头处于空气中时，测量到的是一个小数值的初始电容值。当罐体中有物料注入时，电容值将随探头被物料所覆盖区域面积的增加而相应地增大，开关状态发生变化。 4外测液位开关 外测液位开关是一种利用“变频超声波技术”实现的非接触式液位开关，广泛使用于各种液体的液体检测。其测量探头安装在容器外壁上，属于一种从罐外检测液位的完全非接触检测仪表。仪表测量探头发射超声波，并检测其在容器壁中的余振信号，当液体漫过探头时，此余振信号的幅值会变小，这个改变被仪表检测到后输出一个开关信号，达到液位报警的目的。 万联芯城-电子元器件采购网https://www.doczj.com/doc/2c11073228.html,一直秉承着以良心做好良芯的服务理念，为广大客户提供一站式的电子元器件配单服务，客户行业涉及电子电工，智能工控，自动化，医疗安防等多个相关研发生产领域，所售电子元器件均为原厂渠道进货的原装现货库存。只需提交BOM表，即可为您报价。万联芯城同时为长电，顺络，先科ST等知名原厂的指定授权代理商，采购代理品牌电子元器件价格更有优势，欢迎广大客户咨询，点击进入万联芯城。
正面
侧面背面
上面
功能和用途 本产品采用集成电路，并结合高层楼宇上、下水池（水塔）的水位分级提升进行设计，具有下下水池联合控制、水池排水及缺水保护等功能，可自动实现水箱补水、排水，并有效防止水池水位水高溢出或水泵空转损坏，是一种工业、家庭均适用的产品。非常适合城镇、农村、学校、式矿企事业单位及家庭用水的水井——水井供水工程，广泛应用于印染、化工、食品、饮料、酿酒、制糖等行业。 性能特征
（一）单控上水池控头安装说明安装图如图一所示：
D（绿线）、E（黄线）点并接到C。 （二）单控下水池（即排水池）探头安装说明安装图如图二所示： E—为下水池上限液位控制点，水们上升达到E点水位，水与探头接触，水位控制器自动开泵，水池排水；若不排水，则E点不接； D—为下水池下限液位控制点，水位下降到D点水位，水与控头脱离接触，水位控制器自动关泵，水池停止排水； C—为水池地线，放地水池的最低点与水底部接触； A、B点不接。 （三）缺水保护探头安装说明安装图如图三所示： C、D点为水池下限水位控制点，水位下降到下限水位，C、D探头之一与水面脱离接触，水位控制器继电器立即动作，切断输出，水泵停止工作； E点与C点短接； A、B点不接。 （四）上下水池联合控制探头安装说明安装图如图三所示： A—为上水池（水塔）上限液位控制点，水位上升达到A点水位，水与控头接触，水们控制器自动关泵； B—为上水池（水塔）下限液们控制点，水位下降到B点水位以下，水与探头脱离接触，水位控制自动开泵，水池充水； C—为上、下不池（水塔）公用在线，放在上、下水池的最低点与水池底部接触； D—为下水池下限液位控制点，水位下降到D点水位，水与探头脱离接触，水位控制器自动关泵，水池停止排水； E—为下水池上限液位控制点，水位上升到E点水位，水与探头接触，水位控制器自动开泵，水池排头；若不排水，则E点不接。 安装尺寸
课程设计名称：电子技术课程设计 题目：液位控制器的电路模拟设计 学期：2011-2012学年第2学期 专业：自动化 班级： 姓名： 学号：
辽宁工程技术大学 课程设计成绩评定表
课程设计任务书 一、设计题目 液位控制器的电路模拟设计 二、设计任务 1.检测显示液位功能。 2.控制通道输出为双向晶闸管或继电器，一组转换触点为市电（220V 10A） 3.实现与给定液位比较控制功能。 三、设计计划 电子技术课程设计共1周。 第1天：选题，查资料； 第2天：方案分析比较，确定设计方案； 第3～4天：电路原理设计与电路仿真； 第5天：编写整理设计说明书。 四、设计要求 1. 画出整体电路图。 2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。 3. 写出设计说明书。 指导教师： 时间：2011年6月24
1. 方案论证 1.1 设计方案 1.2系统组成框图 2.原理及技术指标 3.单元电路设计及参数计算3.1电源电路 3.2 水位检测和水位控制电路3.2.1水位检测电路 3.2.2 水位控制电路 3.3液位显示电路 3.3.1液位显示部分结构流程图3.3.2液面显示原理 3.4 电机开关控制电路 3.5 电机状态显示电路 3. 6报警电路 4. 仿真 5. 液面控制器总原理图 6.设计小结 7. 参考文献
本液位控制器模拟电路系统具有水位手动控制、电机运转指示、超警戒报警等功能，由七部分组成，即液位检测电路、液位显示电路、液位控制电路、电机开关控制电路、电机状态显示电路、报警电路和电源电路。它采用了二极管、三极管、稳压管、继电器、三端稳压电路等多种电子元件来实现以下为各部分电路及元件原理。其中，液位检测电路是通过压电式单向测力传感器实现将水位变化产生的压力变化转换成电流信号，便于后期的处理。水位控制电路是利用电压比较器的原理实现水位的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞性来避免水位压力变化产生的跳闸现象和因水波波动而产生的不稳定信号，同时将比较结果输给下一级。电机开关控制电路是将上一级的结果反映到继电器上，同时利用继电器的特性决定电机是否工作。本系统实现了对水位得监测以及报警，采用传感器和单片机对液位进行监测、显示，精度和灵敏度都比较高，同时也给予了声音报警。电机状态显示电路是通过发光二极管的亮灭显示出电路的工作状态，加水还是在放水。报警电路是利用电压比较器的原理实现水位超过警戒值就报警的功能。电源电路采用电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换成直流12V、5V电压。稳压电路由三端稳压器实现，用它来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路非常简单，且安全可靠。直流电源电路对水位检测电路、水位控制电路、电机开关控制电路、电机状态显示电路、报警电路和电源电路供电，交流电源只对电机供电。 随着科技的发展人们对水位控制的需求越来越多，它不仅要具有自动控制水位的功能，而且要能手动调整水位，给人们的生产生活带来了极大的方便。此方案电路图构成简单易懂，元器件的价格便宜，性能较稳定，操作简单，具有经济前景。
太阳能热水器控制仪使用说明书 太阳能热水器使用说明,一般情况下也就就是说的太阳能热水器控制仪的使用方法,在这里我们拿最常用的西子控制仪说明书,为大家讲解一下使用方法,希望对大家在使用过程中减少一些疑难问题,方便大家使用。 TMC至尊全天候测控仪使用说明书 【主要技术指标】 1、使用电源:220VAC功耗:<5W 2、测温精度:±2℃ 3、测温范围:0-99℃ 4、控温精度:±2℃ 5、水位分档:五档环形显示 6、可控水泵或电热带功率:≤500W 7、可控电加热功率:≤1500W可选:3000W 8、漏电动作电流:≤10mA/0、1s 9、电磁阀参数:直流DC12V,可选用有压阀或无压阀 有压阀工作压力:0、02MPa～0、8MPa 无压阀工作压力:0、0MPa,适用于水箱供水或低压供水 10、广域亮彩显示屏低功耗:<0、5W 【主要功能】 1、北京时间:实时显示北京时间 2、水位预置:可预置加水水位50、80、100% 3、水温预置:可预置加热温度范围:30℃-80℃,定时加热若不需要启动电加热,可预置为
00℃ 4、水温指示:显示太阳能热水器内部实际水温 5、水位指示:显示太阳能热水器内部所存水量 6、缺水提示:当水位从高变低,出现缺水状态时,蜂鸣报警,同时20%水位闪烁 7、缺水上水:当水位从高变低,出现缺水状态时,延时30分钟自动上水至预置水位 8、手动控制:可手动启动上水、加热,在操作时首先显示预置的水位或水温,用户可利用▲、▼键调整预置参数,确认后,启动上水、加热,也可手动关闭。启动加热时水位若低于50%,则先启动上水再加热。正在加热时水位低于50%自动关闭加热,保护电加热管。启动手动上水时,若实际水位大于等于预置水位时,测控仪自动上调预置水位,以保证用户上水需求,启动手动加热时,若实际水温大于等于预置水温时,自动上调预置水温,以保证用户加热需求,建议用户预置水温不超过60℃ 9、自选模式:有智能、定时、温控三种模式可选 定时模式:可设定二次定时上水、二次定时加热,原厂设置定时上水第一次9:00上水至100%水位,第二次15:00启动上水至100%水位。定时加热,第一次4:00加热至50℃,第二次16:00加热至50℃。用户可重新设定时间及参数,完全满足用户个性化需求、温控模式:当水箱水未加满,水温高于用户设定的温控上水温度(原厂设置为60℃)自动补水至低于温控温度10℃的合适水温,此功能可防止出现低水量、高水温的不合理现象。当正在用水(水位发生变化)时,则延时60分钟启动,以避免用户正在用水时启动上水。几倍温控功能的时间:8:00-17:00。此模式下不自动启动电加热,用户根据需要可选择手动加热,此模式最为节能。 智能模式:3:00启动上水至50%水位,4:00加热至50℃,保证用户早晨起床后的洗漱用水,9:00上水至100%水位,若中途用户有用水,水位低于80%水位,则测控仪16:0再补水至80%水位。若水温低于50则测控仪在17:00启动加热至50℃,保证晚上有50℃80%
单片机原理与应用 课程设计报告 题目：基于单片机的液位控制器设计 学院： xxxxxxxxxxxxxxxxxx 班级： xxxxxxxxxxxx 学号： xxxxxx 姓名： xxx 联系方式： xxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxxx 报告成绩： xx年xx月xx日
目录 1 绪论 (5) 2 系统总体设计 (6) 2.1设计思路 (6) 2.2 系统框图 (6) 2.3 设计原理分析 (7) 2.4 电路工作原理................................................................................................ 错误！未定义书签。 3 系统硬件设计 (9) 3.1 驱动电路设计 (9) 3.2 报警电路设计 (9) 3.3液位指示电路设计............................ 错误！未定义书签。 3.4压力自动控制模拟和手动操作控制电路设计 .... 错误！未定义书签。 3.5晶振电路.................................... 错误！未定义书签。 3.6 复位电路 (14) 4 系统软件设计 (15) 4.1 软件设计说明 (15) 4.2主程序流程图 (15) 4.3液位控制程序流程图 (15) 5 设计的结果 (18) 6 总结............................................ 错误！未定义书签。 附录............................................... 错误！未定义书签。
液位控制系统，液位控制器，无线传输等 详情咨询官网：https://www.doczj.com/doc/2c11073228.html, 液位控制器怎样选择 液位控制器在很多行业领域中都需要用到，那么一般来说在购买液位开关、液位控制器的时候应注意哪些问题呢? 由于生产液位控制器进入门槛较低，国内市场可以形容到泛滥的程度。事实上，要生产出优的液位控制器并不是一件很简单的事。首先是选材，其次是生产过程的工艺控制;差的液位控制器普遍表现为位精度低，性能差。 选购液位控制器的常识： 1.液位控制器的种类,根据你介质的不同可分为普通型,耐高温耐油型和防腐型,普通常温常压水的介质可选用普通型,和水接触的导气电缆材质是丁晴橡胶,可耐介质温度60度.适合消防水箱液位控制也可用于其他生活和工业用液位控制,价廉物美.如果介质是高温(大于60度),或是粘稠和各种油品,就应选用耐高温耐油型,其和介质接触部分均由不锈钢304组成,超大的集气筒结构有效的防止粘稠介质堵塞测量,再如介质如是各类酸碱腐蚀液,就必须采用防腐型,其和腐蚀介质接触部分全部采用聚四氟乙烯(塑料王)绝对防腐。UGKY 通用液位控制器原理图
液位控制系统，液位控制器，无线传输等 详情咨询官网：https://www.doczj.com/doc/2c11073228.html, 2.液位控制器的组成,分别由探头和显示控制器两部分组成,不 同探头对应不同介质,显示器是通用。 首先从水池(箱)现场到控制室拉一根二芯线(1.5平方的普通线或屏蔽电缆)其最大传输距离为4000m。在水箱(水池)测量静态液位时，把液位传感器直接投入到水箱(水池)底部，在水箱(水池)开口处用尼龙带或三脚可调安装架等将电缆线随意固定即可。在流动的液体中测量液位时，如因介质波动较大，可以在液体中插入一根Φ45mm 的钢管，同时在水流方向的反面不同高度的管壁上打若干小孔，使液体流入管内。另一种方法是在液体底部加装阻尼装置，以过滤泥沙和消除动态压力和波浪对测量的影响。通用液位控制器（含传感器2个）
河南科技学院新科学院 单片机课程设计报告题目：基于单片机的锅炉水位控制器 专业班级：电气工程及其自动化104 姓名： _ 时间：2012.12.03～2012.12.21 指导教师：邵峰、徐君鹏、张素君 2012年12月20日
基于单片机控制的锅炉水位控制器设计任务书 一. 设计要求 (一) 基本功能 1.具有手动和自动两种操作模式 2.能够实现多点水位数据采集，并实时进行水位状态显示 3.具有多种连锁保护和报警功能 具体工作过程如下： 控制器上电后，首先处于自动工作模式，程序开始扫描当前锅炉的水位和压力状态，如果水位低于正常水位，发出报警信后，同时启动水泵上水，经过一定时间后，如水位到达正常水位，报警将自冻结除，同时如果压力为低压状态则马上启动鼓风机和引风机，否则控制器自动关闭鼓风机和引风机。如果水位达到最高水位和压力超过设定压力时自动报警，同时关闭水泵和风机。系统时刻跟踪显示水位和压力状态。如果你想手动操作，你可以通过手动/自动转换键把系统置为手动工作模式，此时可由人工控制水泵和风机的运行，水位和压力检测由控制器自动完成，且当水位过低时不能手动停止水泵，过高时不能启动水泵，压力过低不能停止风机，过高不能启动风机，从而实现安全联锁保护控制。 （二）扩展功能 1.系统具备一定的硬件抗干扰能力 2.系统增加软件看门狗功能 二．计划完成时间三周 1.第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。 2.第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。 3.第三周完成软件和硬件的联合调试。
目录 1引言 (1) 2总体设计方案.............................................................................. 1 2.1设计思路.............................................................................. 2 2.2设计方框图 (2) 3设计组成及原理分析..................................................................... 3 3.1水位检测电路设计..................................................................... 3 3.2驱动电路设计 (4) 3.3报警电路设计 (4) 3.4复位电路 (5) 3.5振荡电路 (5) 3.6水位指示电路 (6) 3.7手动自动路 (6) 4总结与体会 (7) 参考文献…………………………………………………………………………… 8附录1 …………………………………………………………………………… 9附录 2 …………………………………………………………………………… 10附录 3 …………………………………………………………………………… 11附录 4 (12)
液位开关，顾名思义，就是用来控制液位的开关。从形式上主要分为接触式和非接触式。非接触式的如电容式液位开关,接触式的例如:浮球式液位开关、电极式液位开关、电子式液位开关。电容式液位开关也可以采用接触式方法实现。 1、浮球液位开关 浮球液位开关结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，产生开关信号。 2、音叉液位开关
音叉液位开关的工作原理是通过安装在基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉液位开关的音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，音叉液位开关的这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号，达到液位报警或控制的目的。为了让音叉伸到罐内，通常使用法兰或者带螺纹的工艺接头将音叉开关安装到罐体的侧面或者顶部。3、电容式液位开关 电容式液位开关的测量原理是：固体物料的物位高低变化导致探头被覆盖区域大小发生变化，从而导致电容值发生变化。探头与罐壁（导电材料制成）构成一个电容。探头处于空气中时，测量到的是一个小数值的初始电容值。当罐体中有物料注入时，电容值将随探头被物料所覆盖区域面积的增加而相应地增大，开关状
态发生变化。 4、外测液位开关 外测液位开关是一种利用“变频超声波技术”实现的非接触式液位开关，广泛使用于各种液体的液体检测。其测量探头安装在容器外壁上，属于一种从罐外检测液位的完全非接触检测仪表。仪表测量探头发射超声波，并检测其在容器壁中的余振信号，当液体漫过探头时，此余振信号的幅值会变小，这个改变被仪表检测到后输出一个开关信号，达到液位报警的目的。 5、射频导纳液位开关 射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性
目录 第１章绪论............................................................................................... - 1 - 第2章设计方案........................................................................................ - 2 - 2.1 方案举例......................................................................................... - 2 - 2.2 方案比较......................................................................................... - 3 - 2.3 方案确定......................................................................................... - 3 - 第3章硬件设计........................................................................................ - 4 - 3.1 控制系统......................................................................................... - 4 - 3.1.1 AT89C51单片机 ..................................................................... - 4 - 3.1.2 AT89C51的信号引脚............................................................... - 6 - 3.1.3 单片机最小系统 ....................................................................... - 7 - 3.2 感应系统......................................................................................... - 8 - 3.3 指示系统......................................................................................... - 9 - 3.4 液位控制系统................................................................................. - 10 - 3.5 电机与报警系统.............................................................................. - 11 - 第4章软件设计...................................................................................... - 14 - 4.1 延时子程序.................................................................................... - 14 - 4.2 感应系统程序................................................................................. - 14 - 4.3 指示系统程序................................................................................. - 15 - 4.4 电机和警报系统程序 ....................................................................... - 16 - 4.5 液位预选系统程序 .......................................................................... - 16 - 4.6 系统主流程图................................................................................. - 19 - 第5章系统测试...................................................................................... - 21 - 5.1 仿真测试过程................................................................................. - 22 - 5.2 仿真结果....................................................................................... - 24 -总结...................................................................................................... - 25 - 致谢...................................................................................................... - 26 - 参考文献................................................................................................... - 25 -附录1 系统仿真电路 ................................................................................ - 28 - 附录2 源程序.......................................................................................... - 29 -
单片机课程设计课题：水位计设计 系别：电气与电子工程系 专业：电气工程及其自动化 姓名： 学号： 指导老师： 郑州大学 2013年01月11日
一、设计目的 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。水位计是供水系统中常用的设备,单片机的水位计控制系统使供水设备的水位保持在相应位置以满足用户对用水系统的需要.本设计的目的是用单片机设计一个控制系统对水位进行自动控制.水位计控制系统的研究对于提高供水系统的自动化水平,提高工作效率有重要意义. 二、设计要求 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，本设计要求: 1、设计一自动水位控制器，使其具有均匀水流流出。当水位降到一定程度时开始注水； 2、当水位升到一定水位时，停止注水，开始放水，要求给出信号。 三、总体设计 3.1总体框图 该方案以单片机为核心，配以一定的外围电路和软件，以实现水位控制的功能。在此水位控制系统中，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。它由硬件部分和软件部分组成。硬件部分由七大部分构成：80C51应用系统，水位采样系统，电机抽水系统，报警系统，锁存器，EOROM，时钟系统。软件部分是用汇编语言编写的汇编程序，烧写入单片机中用于控制整个系统自动工作。系统设计方案的硬件电路设计框图如下图1所示
西安祥天和电子科技有限公司 主营产品：液位传感器控制箱报警器GKY仪表液位控制系统，液位控制器，无线传输收发器等详情咨询官网https://www.doczj.com/doc/2c11073228.html, 什么是液位开关液位开关原理 液位开关，顾名思义，就是根据液位来自动开关水泵。实现这种功能的方式有很多，主要由所采用的液位传感器来决定。现在的液位传感器无外乎电极式、UQK/GSK式、光电式、压力式、GKY式等几种。分析其基本原理就能够发现这些传感器的优缺点。有些固有的缺点，无论怎么做都无法避免。当然传感器的制造工艺和材质也会影响其性能，所以市场上有不同品质和价格的液位传感器。我们先从其实现原理分析，再从其制造工艺和材质来探讨。液位控制的核心在于液位传感器，它决定了液位控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。所以应该根据使用环境来慎重选择。 至于如何开关水泵？可以有各种设计方案，实现不同的功能。具体设计方案可以登录本公司官网的“资料免费下载”栏目下载。 一、电极式液位控制传感器 电极式是最早的液位控制方式，其控制原理很简单：因为水是导体，有水的时候两个电极间导电，交流接触器吸合。图1.1为电极式在水中控制原理示意图。但是电极在水中会分解而且会吸附很多杂质。如果不及时清理，电极就会失去作用，这是电极式液位传感器固有的缺陷。电极式液位传感器的制造非常简单，有人将导线外皮拨开，插到水里就可以做成电极式液位控制器。所以电极式液位控制器造价很低，价格便宜，但使用寿命很短。当然，如果采用不锈钢做电极，硬度较强，分解得就会慢一点。如果表面再处理光滑一些,电镀一下，吸附的杂质就会少一些，使用寿命就会长一点。但是无论怎么做，其品质都不可能超过干簧管。 二、UQK液位控制原理