目录
绪论 (1)
1 总体方案 (2)
2 水位控制硬件设计 (3)
2.1电路总体框架图 (3)
2.2LED数码管显示 (3)
2.3电机驱动及显示 (4)
2.4水位检测电路 (5)
2.5声光报警电路 (6)
3 软件部分 (7)
3.1程序框图 (7)
4 PROTUSE仿真显示 (8)
总结 (11)
参考文献 (12)
绪论
当今社会，科技以迅雷不及掩耳之势的速度发展着，人民生活水平也在不断的提高。自动水位控制将给人们生活带来巨大的方便。由于单片机有极高的可靠性，微型性和智能性，单片机已经广泛应用于我们生活和学习中，我们可以在许多领域见到单片机的身影，，小到玩具家电行业，大到车载、舰船电子系统，遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、办公自动化、工业机器人、军事和航空航天等领域都可以见到单片机的身影。
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随即存储器RAM，只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器、计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
中央处理器CPU是单片微型计算机指挥、执行中心，由它读程序并执行指令。CPU 功能，是以不同方式来执行各种指令。有的指令涉及到各个寄存器之间的关系；有的指令涉及到单片机核心电路部各功能部件的关系；有的则与外部器件发生关系。总的来说CPU是通过复杂的时序电路来完成不同的指令功能的。
对于本设计单片机结构简单实用性强，功能齐全，技术先进，使实现这设计不难实现。同时，C语言是单片机的重要“组成”，如果能掌握好C语言编程，这将很大程度上提高了开发效率。
1 总体方案
本设计基于电阻式传感器并以水槽水位为模型，鉴于单片机液位测量装置的测量准确、重复性能好、功耗低、使用寿命长等特点，所以该设计以单片机为基础的水槽水位控制系统。在实际中，水位自动控制电路是通过水位传感器对水位进行采样，将采样信号的水位高度转换为0～5 V 的直流电压，再经过A/D 转换[12]后，将转换所得的8 路并行数字量送入单片机进行处理来来驱动电机的启停等。从而达到对水位进行自动控制的目的。通过对电压和水位的转换关系，最终利用单片机进行精确的控制，实现对水位高度的显示、主/备电机和报警装置等的控制。但是鉴于基于单片机的水位控制系统在Protues上进行仿真，而Protues上没有水槽水位的模型。因此，可以用按钮来代替水位的传感器。
本次设计实现的功能
（1）两个数码管分别显示液位和当前时间。
（2）通过按钮来表示液位的高低，并来控制电机转动和停止来表示加水。
（3）通过两个led灯来表示系统工作状态，绿灯表示电机正常加水，红灯表示需要加水或加水完成。
（4）运用喇叭来提示是否需要加水和加水是否完成。
水位控制系统由电源电路、水位探测传感电路、稳压电路、继电器控制电机加水电路、单片机STC89C52、数码管显示电路组成。系统组成的方框图如下系统总体框图
2 水位控制硬件设计
2.1电路总体框架图
如图2-1中所示
图2-1 电路总体框架图
2.2LED数码管显示
对水位显示，本设计是通过CD4511来驱动共阴极数码管，将CD4511的A、B、C、D端分别和89C51的P3口的低4位相连，A是最低位D是最高位。然后再将CD4511的“QA，QB，QC，QD，QE，QF，QG”分别和LED数码管的数据端相连，通过89C51的P3口的低4位来驱动数码管的显示。通过A、B、C、D的BCD码来驱动数码管的显示。
CD4511
CD4511驱动的数码管
对数字时钟的显示，本设计是通过DS1302来驱动八个数码管，将数码管的“a，b，c，d，e，f，g，dp”分别和89C51的P0口相连，再将数码管的“1，2，3，4，5，6，7，8”端口分别和89C51的P2口相连，当系统一运行时，DS1302能及时驱动数码管显示当前的时间。
2.3 电机驱动及显示
电机控制部分，采用了三极管放大和二极管正向导通的作用和继电器的吸合作用来控制电机的工作，由单片机P1.0 口进行控制，而电机的工作状况由相应的显示指示灯来显示，如图2-8所示：
图2-8 电机控制电路
2.4水位检测电路
按键是直接用I/O 口线构成的单个按键电路,每个独立式按键占有一根I/O 口线,各根I/O 口线之间不会相互影响。在此电路中,按键输入采用低电平有效。
水位检测部分是用单片机P1.4～P1.7连接的四个按钮分别代表水满、低水位、中水位和蓄水位。
由于基于单片机的水位控制系统在Protues中进行仿真时，Protues中没有水槽水位的模型，所以就不能用实际的液位传感器来前侧水槽中的实际水位。在这里可以用四个按钮K2、K3、K4、K5来控制水塔中的水位。当按下K5，电动机开始转动，此时水塔中的水位会显示1，即此时的水位时水槽总高度的1/4错误!未找到引用源。；当按下K4，电动机开始转动，此时水槽中的水位会显示2，即此时的水位时水塔总高度的2/4错误!未找到引用源。；当按下K3，电动机开始转动，此时水槽中的水位会显示3，即此时的水位时水槽总高度的3/4错误!未找到引用源。；当按下K2，电动机开始转动，此时水槽中的水位会显示4，即此时的水位达到水满状态。如图2-9所示：
图2-9 水位检测电路
2.5 声光报警电路
报警电路是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。声光报警部分主要由以扬声器为代表的声音报警部分和以数码管为代表的光报警部分，它们分别由单片机的P3.2 和P3.7 接口来实现水位的报警。当K2按钮被按下时，即此时为shuiman，报警指示灯发光二极管会闪烁并且扬声器会发出尖锐的报警声，且闪烁几秒钟后声光报警会自动的关闭；当K5被按下时，即此时为低水位，报警指示灯发光二极管会闪烁并且扬声器会发出尖锐的报警声，且闪烁几秒钟后声光报警会自动的关闭。如图2-10所示：
图2-10 声光报警电路
3 软件部分
3.1程序框图
根据水塔水位控制硬件设计的分析要求及电路的特点，绘制出水塔水位控制程序流程图，如图3 -1所示：
无限循环
4 protuse仿真显示
根据水塔水位的不同高度（水位1、水位2、水位3和水满），基于单片机的水位控制系统的仿真如下面的仿真图3-5所示
水位1
水位2
水位3
水满水位4
低水位1报警
满水位4报警
总结
经过这段边写论文边学习的时间后，我感触颇多，其中充满了酸楚和幸福。我初步把自己学到的东西用于了实践之中，也在实践中学到了很多东西。首先，我加深了自己的理论知识，使理论知识更好的用于实践之中，是理论与实践更好的结合。其次，锻炼了自己的动手能力，为自己以后的工作打下了一个基础，所以我们应该明白任何知识都源于实践，出自于实践，实践是检验真理的唯一标准。
此设计中还存在许多不足之处，自己的理论知识也不够全面和扎实，不懂许多元件的使用方法，C语言还不能学以致用。通过此次毕业论文的设计我一定要加强自己的学习，不断的温故知新，不断的完善自
己。
参考文献
[1] 王琪著. 基于Proteus和keil软件的水塔水位控制系统设计[J]. 中国科技信
息,2009, 11:140-141.
[2] 实宏，徐春晖著.MCS-51单片机原理及应用[M].：华中科技大学，2010.
[3] 森著.水塔水位自动控制系统设计[J].建筑设计,2011, 10（5）:111-113.
[4] 袁新娣著.基于单片机的智能水塔水位控制系统设计[N]. 赣南师学院学
报,2010,12(6).
[5] 帆、吴晗平著.传感器技术及其应用[M].：化学工业，2010.
[6] 江世明著.基于Protues的单片机应用基础[M].：电子工业，2009.
毕业论文（设计）题目：基于PLC控制的高精度液位控制系统的设计 姓名：濮孝金 学号： 专业：机械电子工程 年月
摘要 在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量与控制，而日常生活中应用 到的水位控制也相当广泛。在以往水塔液位控制系统中，常规继电器的频繁操作容易导致机械磨损，不方便更新和维护，不能满足人们的实际需求；另外，随着人口的递增和生活条件的提高，人们用水的需求量也日益增加。 为了提高液位控制系统的质量和效率，节约能源，本次模拟水塔液位控制系统的装置考虑结合可编程逻辑控制器，继电器和传感器等技术，实现液位控制系统的自动控制。本设计使用西门子S7-300 PLC可编程控制器作为液位控制系统的核心，配合硬件与软件实现液位控制池液位动态平衡，过高、过低水位报警等功能。主要 的实验方法是在水箱上安装一个自动水位测量装置，通过水位变送器检测水箱实际液位并将该液位反馈到PLC控制器，经A/D转换后，所得数据与PLC内部设定数据进行比较，控制器处理数据并发送相应指令改变电机的转速从而控制抽 水速率，改变进水量，使水位稳定地保持在设定值附近。此外，通过液位标定计算出控制器输出PIW数值与实际水位的关系，就可以在触摸屏上直观显示实时水位情况。实验结果表明本设计能较好地完成自动液位控制的功能。 关键词：水塔液位控制，水位控制，继电器，PLC Abstract In the course of routine industrial and agricultural production we the need to measure the water level and
control it. Furthermore everyday level control applications are quite extensive , such as hydropower , water towers and other water control . According to the water supply system in the past, frequent operation towers will produce mechanical wear of conventional relay convenient maintenance and updates, that means it can not meet the actual needs of the people, and with Gradual growth of population and living conditions, the demand for water is also increasing .In order to improve the quality of the water supply system, energy conservation, so I considered use a programmable logic controller, relay and sensor technology, with hardware and software to achieve low water level alarm, warning switch between work and procedures manual / automatic to design practical level control tower scheme. I completed the set up of this simulation using the tank water tower , based on Siemens S7-300 PLC programmable controller tank water level control system as the core .I completed a water tank to
摘要 水塔水位控制系统，根据水位传感器得知水塔内水位情况，水位传感器分为上限位传感器和下限位传感器，还有一个直接接上5V的传感器。当水塔上限位和下限位传感器电位为0时，电机运转，期间电机状态不变，直到下限位传感器和上限位传感器的电位不为0时，电机停转。当发生下限位传感器电位为0而上限位传感器电位不为0时，电机停转并报警。水塔水位控制电路设有光耦合器，通过光耦合器的通断控制电机运转与停转。同时设有LED 灯和蜂鸣器，报警时LED灯闪烁和蜂鸣器响。水塔水位控制器系统有四种状态，分别为电机运转状态、电机停转状态、保持状态和报警状态。各种状态皆由水位传感器传来的信号来判定并由单片机输出信号来执行，由此使得水位控制在上限位和下限位之间。 水塔水位控制系统的原理 1、功能要求 1）水塔水位下降至下线水位时，启动水泵上水。 2）水塔水位上升至上线水位时，关闭水泵。 3）水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。 4）供水系统出现故障时，自动报警。 2、基本原理 图1 水塔水位检测原理图 水塔水位控制原理图见图(1)，图中两条虚线表示正常工作情况下水位升降的上下限，在正常供水时，水位应控制在两条虚线代表的水位之间。B测量水位下限，C测量水位上限，A接+5V，B、C接地。 在水塔无水或水位低于下限水位时，B、C为断开，B、C两点电位为零(低电平“0” )，需要水泵供水，单片机输出低电平，控制电机工作供水。水位上升到B点，B接通，B点电位变为高电平“1”，C开关仍断开，C点仍为低电平，维持现状水泵继续供水。当水位上升到C点时，C接通。这时B、C均接通，B、C两点都为高电平，表示水塔水位已满，需水泵停止供水，单片机输出高电平，电机断电停止供水。水塔水位开始下降，水位在降到B点之前，B点电位为高、C点电位为低，单片机输出控制电平维持不变，仍为高。当水位降到B 点以下，B、C两点电平都为低时，单片机输出控制电平又变低．水泵供水。 B和p1.0、C和P1.1之间接4.7k 的电阻（下拉电阻），目的是为了保护单片机。单片机9
摘要 供水是一个关系国计民生的重要产业。随着社会的发展和人民生活水平的提高，对城市供水提出了更高的要求，要满足及时、准确、安全保证充足供水，如果仍然沿用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，为此必须进行水塔水位控制自动化系统的改造。可编程控制器( PLC) 因其高可靠性和较高的性价比在工业控制中得到广泛的应用。本文针对目前比较流行的控制技术，利用PLC和传感器构成了水塔水位恒的控制系统。改造后的水塔水位自控系统，实现水塔水位自动控制系统，远程监控，实现无人值守。 关键词: 可编程逻辑控制器（PLC）水塔水位自动控制
Abstract Water supply is a major industry involving the interests of the state and the people. With development of society and the improvement of the people's livelihood, city water supply has been brought forward a higher request. It needed to be timely , accurate and safely to plentifully conduct water supply. If we still continue to use a way of the man-power, the intensity of labor are high , availability is low and the security is difficult to ensure .We must carry out water tower water level under the control of automatic system reforming for this purpose . Programmable Logic Controller (PLC) is applied broadly in industrial control because of high reliability and higher nature price. The main body of this paper on the control technology is aimed at being popular for at present comparatively, which makes the using of PLC and the sensor to compose water tower control system of permanent water level. Water tower control system after being reformed have realized water tower water level auto-controlling system , long-range supervisory control, and nobody's value guards realization. Key wards：Programmable Logic Controller. water pool water lever. automatically controls
北京理工大学珠海学院 课程设计 课程设计（C） 学院：信息学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 201 年月日 北京理工大学珠海学院
北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011 ～2012 学年第 1 学期 学生姓名：专业班级：自动化 指导教师：工作部门：信息学院 一、课程设计题目水塔水位控制系统 二、课程设计内容： 1、硬件设计 （1）用80C51设计一个单片机最小控制系统。其中P1.0接水位下限传感器，P1.1接水位上限传感器，P1.2输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，P1.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P1.4输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障时报警。 （2）用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。其中A电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.0口，C 电级置于水位的20CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.1口。 （3）设计一个单片机至水泵的控制电路。要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。 2、软件设计 （1）根据功能要求画出控制程序流程图。 （2）根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序。 三、功能要求： 1、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则关闭水泵。 2、水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。 3、供水系统出现故障时，自动报警。 四、调试 1、在Kerl-uvision上单步调试，观察累加器寄存器存储器的运行之间是否正常。 2、将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真，检查程序工作是否正常。 3、将模拟水塔、传感器、控制电路和水泵联成一个完整的系统，进行整机调试，观察系统工作是否正常。 撰搞人教研室主任院长 签名 日期2010.10.6
控制类系统设计 ——液位自动控制系统 摘要 随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展，工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数，其测量和控制效果直接影响到产品的质量，因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。 液位控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视。该系统利用了常见的芯片，设计并实现了液位控制系统的智能性及显示功能。电路组成简单，调试方便，性价比高，抗干扰性好等优点，能较好的实现水位监测与控制的功能。能够广泛的应用于工业场所。 液位控制有很多方法，如，非接触传感。只需要将传感器紧贴在非金属容器的外壁，就可以侦测到容器里面液位高度变化，从而及时准确地发出报警信号，有效防止液体外溢或防止机器干烧。由于不需要与液体接触且安装简便，避免了水垢的腐蚀，可取代传统的浮球传感和金属探针传感，延长寿命。而本设计是基于纯电路的设计，低成本且抗干扰性好。在本设计中较好的实现了水位监测与控制的功能。 液位控制系统是以液位为被控参数的系统，液位控制一般是指对某控制对象的液位进行控制调节，以达到所要求的液位进行调节，以达到所要求的控制精度。
1 概述 液位控制系统是以液位为被控参数的系统,是现代工业生产中的一类常见的、重要的控制过程。而传统的液位控制多采用单回路控制,并采用传统的指针式仪表来显示液位值,使液位控制的精度和显示的直观性受到限制,而随着生产线的更新及生产过程控制要求的提高,要求液位系统有高的控制性能。基于此，本系统就设计了一种电路简单，调试方便且性价比高的系统，来完成液位的自动调控。本系统主要由四部分组成：显示模块、振荡模块、传感器模块和声光报警模块，系统简单易行。 系统框图如下： 2 硬结构与功能 2.1 该设计的总体结构 该设计是一块集多种电子芯片于一体的多功能实验板，实现了液位系统的控制及显示。主要功能器件包括：电源部分的7808，定时部分的555定时器，数字分段的LM3914等。 电路原理图如下图所示：
职业技术学院 毕业设计 题目智能水塔水位控制器 学生姓名 专业应用电子 指导教师 班级0 _ 2010年6月26日
目录 第一章前言 (2) 第二章功能说明，结合功能框图 (3) 第三章使用操作说明 (5) 第四章原理图分析主要部分工作原理 (7) 第五章 PCB板制作 (9) 第六章主要芯片资料应用说明 (11) 第七章程序框图及说明 (15) 第八章调试数据记录表及调试故障现象及其解决方法 (16) 第九章心得体会 (20) 第十章致谢 (22) 第十一章参考文献 (23) 第十二章附录（源程序） (24)
第一章前言 目前我国水资源已经相当的匮乏，如何节约用水也成为了电子爱好者设计制作的焦点。 现有的二级供水方式，既先用水泵从水井中抽到蓄水池中供用户使用，要求蓄水池的水位必须保持一定的高度，还需要防止水的溢出。可是现在市售的都是传统的水位控制器，多以浮球式、触点式为主，可靠性不好，有着无法改进的致命缺点，如：无水位显示，无电机保护，可靠性不高，控制精度改进度不大，寿命不长…… 相对于机械式水位控制器，电子式的水位控制器有着无可比拟的优点：添加水位显示电路、电机保护电路、强制性手动开、关机电路可以达到水位显示、简单的电机保护、水位自动控制，控制精度是传统机械式水位控制器的几何倍。 本控制器采用了高效率、高稳定性、低功耗的ATMEL80s51单片机，具有水位状态显示、抽水时间显示、并有故障检测功能。集高效、高精度、高稳定性、低功耗、高性价比、良好的人机交流界面、操作简便、显示直观以及低功耗等功能于一体的智能水塔水位控制器无疑将会家用水位控制器极具竞争力的一匹黑马。
目录 一、设计目的 (1) 二、设计要求 (1) 三、设计方案 (1) 四、设计组成及原理分析 (4) 五、元器件的选用及其参数 (12) 六、设计总结 (12) 七、参考文献 (14)
一、设计目的 本课程设计是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。 二、设计要求 1）设计制作一个带保护装置的水塔自动进水逻辑电路。 2）要求有水满、进水、水量不足指示，当水位低时要自动进水，满时要及时断电停水，水位过低时能停止出水。 三、设计方案 1.设计方案分析 每部分电路都有其相应功能：首先有信号产生部分产生整个电路的输入信号，该信号经过信号处理之后，输出其他电路的控制信号，控制其他电路工作，电机控制电路部分接收到有信号处理电路输出的有效控制信号后正常工作驱动电机转动抽水，使水位上升，而水位的变化又直接关系到信号的产生，因此有个循环的过程，即使水位保持在一定范围内，水位显示电路接收到有效信号后驱动显示器工作，使其显示该时刻的水位；水位超限时输出为电机停止的有效控制信号使
上水电路停止工作。由“信号产生→信号处理→电机控制→水位变化→信号产生”这个循环就能使水塔具有自动控制水位的能力。 方案一、 通过NE555接成施密特触发电路，利用v1-v0电压传输特性就可以达到水塔自动进水，不会产生水满而溢出的目的。 自动进水：当水位下降低于A点时，A点悬空。IC的2脚低于1／3Ｖｃｃ，其3脚输出高电平，水塔被启动，水位逐渐上升。 中间保持：当水位上升到Ａ点到Ｂ点之间时，此时P点电位控制在1／2Ｖｃｃ左右，触发器保持原来的状态不变。因为此时电路不工作，所以水位一直保持在A点与C点之间，不再上升。 停止进水：当水位达到C时，此时输出信号V0变为低电平，致使后续电机上水电路不工作。 以上过程形成循环，在正常情况下一直保持水塔水位大于下限水位。
DF-96系列全自动水位控制器工作原理 [日期：2012-01-02] 来源：作者：辽宁徐涛 一、整机工作原理 该型全自动水位控制器电路原理如下图所示。由图可知，本控制器电路主要由电源电路、水位信号检测电路、输出驱动电路三部分组成，下面分别加以介绍。 1．电源电路 AC220V电压经变压器T降压，其次级输出近13V左右交流电加至由D1~D4构成的整流桥输入端，整流后经电容CI滤波得到约10.5V直流电压。该电压经Rl加到红色发光管LED I上，将LEDI点亮，表示电源正常。该电压除了为IC I 及继电器提供工作电源外还直接送到水位检测电极C．作为水位检测的公共电位。 2．水位信号检测电路 该部分是以四二输入与门电路CD4081为核心并配以五根水位检测电极A—E构成的。其作用是根据电极实测水位的变化CD4081相应引脚的电平随之变化，满足与门条件时相应输出端电平改变，以驱动输出电路。其中R2是ICI 的电源输入限流电阻，D5与R3及D6与R8起隔离自锁作用，当相应输出端即ICI(10)脚、(3)脚为高电平时将(8)脚、(1)脚锁死，其状态的翻转取决于(9)脚和(2)脚。C2—C5及R4_R6、R12的作用是滤除干扰信号意外进入控制器引起误动作。 3．输出驱动电路 该部分主要由驱动管VTI，继电器Jl、功能选择开关K及输出状态指示绿发光管LED2组成。功能选择开关K处于“开？位时，继电器Jl被强制动作．其相应触点Jl-I闭合，外接负荷（单相电动水泵或控制接触器）开始工作，输出状态指示绿发光管LED2也被点亮；处于“关”位时，触点Jl-I断开，外接负荷被切断；处于“自动”位置时．Jl动作与否受驱动管VTI的控制．当VTI基极电位高于0.7V 以上时则饱和导通，继电器儿得电动作，其触点Jl-I闭合，反之则断开。
课题名称：水箱水位控制系统设计专业：电气工程及其自动化学号： 姓名：
水箱水位控制系统设计 摘要 本设计主要基于单片机的硬件电路设计,实现一种能够实现水位自动控制、具有自动保护、自动声光报警功能的控制系统。本控制系统由A/D转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机控制部分等构成。同时对各个部分进行了详细的论述。在设计中对水塔水位控制原理进行分析,选用AT89C51单片机作为控制水塔水位的处理芯片,由AT89C51的P1口直接来控制.设计方案采用模块化程序设计方法,结合程序流程图,编写程序代码,最后利用KEIL公司的u Vision3软件及伟福仿真软件进行仿真实验,达到单片机自动控制水塔水位变化的目的. 关键词：单片机，水塔水位控制原理，AT89C51，伟福仿真软件
目录 前言 (1) 第1章设计内容 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 方案设计 (2) 第2章硬件电路设计 (3) 2.1 系统框图设计 (3) 2.2 系统原理 (4) 第3章水塔水位控制系统的硬件电路设计 (5) 3.1 水位检测电路 (5) 3.2 水位显示电路 (5) 3.3电机控制电路 (6) 3.4振荡电路和复位电路 (7) 3.5声光报警电路 (7) 第4章软件程序设计 (8) 4.1 系统主程序流程图 (8) 4.2编写C程序 (9) 第5章硬件制作与调试 (10) 结论 (11) 附录 (12) 仿真总图 (12) 源代码 (13)
前言 水塔是在日常生活和工业应用中经常见到的蓄水装置，在我们的生活中起到了重要的作用，而水基于单片机的水塔水位控制系统使水塔水位自动保持在一定的位置，通过对其水位的控制对外供水，以满足需要。塔里面的水位控制是一个水塔发挥作用的关键。该系统使用水位传感器对水塔水位进行检测并将检测到的信号传给单片机来进行处理，通过调整定时器的定时时间来增大或者缩小占空比，并编写程序加以控制，从而实现电机的调速。最后，使用液晶屏显示当前水位状态以及电动机的转速。该系统通过了报警模块来实现了过低水位蜂鸣器鸣笛报警、过低警戒水位自动处理、正常水位蜂鸣器鸣笛报警以及正常水位处理。本系统适应在不同的用水场合下的用水速度需要，节省工作时间，提高了整体工作的效率，实现水塔水位的自动控制。 液位控制是工业控制中的一个重要问题，针对液位控制过程中存在大滞后、时变、非线性的特点，为适应复杂系统的控制要求，人们研制了种类繁多的先进的智能控制器，模糊PID控制器便是其中之一。模糊PID控制结合了PID控制算法和模糊控制方法的优点，可以在线实现PID参数的调整，使控制系统的响应速度快，过渡过程时间大大缩短，超调量减少，振荡次数少，具有较强的鲁棒性和稳定性，在模糊控制中扮演着十分重要的角色。
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
目录 绪论 (1) 1 总体方案 (2) 2 水位控制硬件设计 (3) 2.1电路总体框架图 (3) 2.2LED数码管显示 (3) 2.3电机驱动及显示 (4) 2.4水位检测电路 (5) 2.5声光报警电路 (6) 3 软件部分 (7) 3.1程序框图 (7) 4 PROTUSE仿真显示 (8) 总结 (11) 参考文献 (12)
绪论 当今社会，科技以迅雷不及掩耳之势的速度发展着，人民生活水平也在不断的提高。自动水位控制将给人们生活带来巨大的方便。由于单片机有极高的可靠性，微型性和智能性，单片机已经广泛应用于我们生活和学习中，我们可以在许多领域见到单片机的身影，，小到玩具家电行业，大到车载、舰船电子系统，遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、办公自动化、工业机器人、军事和航空航天等领域都可以见到单片机的身影。 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随即存储器RAM，只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器、计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 中央处理器CPU是单片微型计算机指挥、执行中心，由它读程序并执行指令。CPU 功能，是以不同方式来执行各种指令。有的指令涉及到各个寄存器之间的关系；有的指令涉及到单片机核心电路内部各功能部件的关系；有的则与外部器件发生关系。总的来说CPU是通过复杂的时序电路来完成不同的指令功能的。 对于本设计单片机结构简单实用性强，功能齐全，技术先进，使实现这设计不难实现。同时，C语言是单片机的重要“组成”，如果能掌握好C语言编程，这将很大程度上提高了开发效率。
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 1.1、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 图1-1 水塔水位控制装置 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 S1---表示水塔的水位上限，S2---表示水塔的水位下限，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。
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） 1.2 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： L1L2L3 SQ FU KM FR M 3~ 图1-2 水塔水位控制系统主电路 1.3、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。 表1-1 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配表 符号地址绝对地址数据类型说明 1 S1 I0.1 BOOL 水塔上限水位 2 S2I0.2 BOOL 水塔下限水位 3 S3I0.3 BOOL 水池上限水位
轻工职业技术学院 PLC课程设计 名称：水塔水位控制PLC课程设计 院系：机电工程系 班级：普高11机电（2）班 姓名：涛
目录 1.课程设计目的 (3) 2.课程设计题目和要求 (3) 2.1设计题目 (3) 2.2控制要求 (3) 3.设计容 (3) 3.1PLC的构成 (3) 3.2PLC的工作原理 (4) 3.3梯形图程序设计及工作过程分析 (6) 3.4水塔水位控制系统PLC软件设计 (7) 3.41工作过程 (7) 3.42程序流程图 (8) 3.43梯形图 (9) 3.44水塔水位控制系统梯形图的对应指令表 (10) 4．设计总结 (11) 参考文献 (11)
1.课程设计目的 （1）通过对工程实例的模拟，熟练的掌握PLC的编程和程序调试方法。 （2）进一步熟悉PLC的I/O连接。 （3）熟悉水塔水位控制的编程方法。 2.课程设计题目和要求 2.1设计题目 水塔水位控制系统 2.2控制要求 1.因电动机功率较大，为减少起动电流，电动机采用定子串电阻降压启动，并要错开起动时间（间隔时间为5s）。 2.为防止某一台电动机因长期闲置而产生锈蚀，备用电动机可通过预置开关随意设置。如果未设置备用电动机组号，则系统默认为5号电动机组为备用。 3.每台电动机都有手动和自动两种控制状态。在自动控制状态时，不论设置哪一台电动机作为备用，其余的4台电动机都要按顺序逐台起动。 4.在自动控制状态下，如果由于故障使某台电动机组停车，而水塔水位又未达到高水位时，备用电动机组自动降压起动；同时对发生故障的电动机组根据故障性质发出停机报警信号，提醒维护人员及时排除故障。当水塔水位达到高水位时，高液位传感器发出停机信号，各个电动机组停止运行。当水塔水位低于低水位时，低液位传感器自动发出开机信号，系统自动按顺序降压起动。 5.因水泵房距离水塔较远，每台电动机都有就地操作按钮和远程操作按钮。 6.每台电动机都有运行状态指示灯（运行、备用和故障）。 7.液位传感器要有位置状态指示灯。 3主要容 3.1 PLC的构成
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 S1---表示水塔的水位 上限，S2---表示水塔的水 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 图1-1 水塔水位控制装置 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： L1L2L3 SQ FU KM FR M 3~
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。 表1-1 水塔水位控制系统PLC 的I/O 接口分配表 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。 传感器传感器传感器传感器 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
o 课 程 设 计 任 务 书 题目 水位控制器设计 专业、班级 学号 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 一、主要内容： ① 熟悉单片机应用系统的设计方法和规范，达到综合的目的。② 学习文件检索和查找数据手册的能力。③ 学习protel 软件的使用。 ④ 学会整理和总结设计文档报告。二、基本要求： ① 以MCS-51系列单片机为核心，组成一个水位自动控制系统。② 六区间式水位显示。③ 全自动位式进水。④ 满水、低水水位报警。 ⑤ 水位传感器故障自检及报警提示。⑥ 能延时恢复的报警消音。三、主要参考资料： ① 张毅坤等 单片微型计算机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 ② 李建忠编著 单片机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 完 成 期 限： 指导教师签名： 课程负责人签名： 2013年 12月 16 日 目录
摘要...................................................I 1、概述. (1) 1.1、系统原理 (1) 1.2、系统结构图 (1) 1.3、控制方案说明 (2) 1.4、系统组成及原理 (2) 2、硬件设计 (4) 2.1、单片机最小系统电路设计 (4) 2.2、水位检测传感器的选用 (5) 2.3、稳压电路的设计 (6) 2.4、光报警电路的设计 (7) 2.5、水泵的介绍 (9) 2.6、继电器控制水泵加水电路 (12) 2.7、电源电路 (13) 2.8、看门狗技术 (14) 3、软件设计 (17) 3.1、系统总原理图 (17) 3.2、系统程序清单 (18) 总结 (20) 参考文献 (21) 附录 (22)
单片机原理及系统课程设计报告 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。 关键字:电子；水位控制；单片机；Proteus Abstract With the rapid development of microelectronics industry, intelligent MCU is widely used in electronic products, in order to enable students to have a deeper understanding of the intelligent controller controlled by single chip microcomputer. After a comprehensive analysis of selected by the intelligent liquid level controller MCU control as the research project, through training to fully stimulate students to analyze problems, to solve problems and the comprehensive application of knowledge potential. Based on the design of a single-chip microcomputer control system of water tower water level detection. This system can realize the water level detection, motor fault detection, processing and alarm functions, and realize the high, low water level warning alarm, high warning level processing. The interface circuit schematic diagram, the corresponding software design flow chart and assembler, and simulation with Proteus software. Keywords:electronic; water level control; MCU; Proteus 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
水塔水位控制系统 TD-TW 一、产品简介： 济南腾达电子水塔水位控制系统可实现无线远距离控制水泵、水塔。系统基于中国移动信号遍布全国各地，能够稳定工作。控制系统采用12V供电，在山区送电不便的情况下可配置太阳能电池板给控制系统供电。安装简单，无需布线。操作简单，发SMS便可远程控制水泵启停，发SMS便可查询水泵工作状态。水泵工作异常报警主人号码，保证您的供水系统稳定运转。 二、系统组成： 水塔水位控制系统由两个GSMSMS远程控制器、两个输出12V电源、不锈钢浮球（或水位传感器）、两根天线组成。用户只需提供220V市电控制系统便可工作。一个控制器控制水泵、一个检测水塔内水位。 三、系统工作过程： 当水塔内水深低于用户设定的下限，控制器便启动水泵，给水塔供水。 当水塔内水深高于用户设定的上限，控制器便停止水泵，给水塔供水。 若水泵没有正常启动或停止，控制器便会给主人号码发送报警SMS，例如“水泵工作异常，请到现场查看！”。 四、系统功能与优点：
1、系统优势无线远程控制，适应各种环境，无需考虑水塔与水泵相距多远。例如：水塔在山上，水泵在山下河里。 1、两个GSMSMS远程控制器相互通讯控制，无需人工干涉，节省人力。 2、最多能设置5个管理员号码，接收报警SMS，保证系统稳定工作。 3、控制器具有号码过滤功能，可以避免外界干扰和恶意破坏。 4、可配置水位传感器，用户可实时查询水塔内水深。 5、系统220VAC供电、太阳能电池板供电。功耗低，省电环保。 6、基于GSM无线远程控制，无需布线，信号覆盖面广。 7、水塔水位控制系统运行费用低（SMS费用），为用户省钱。 8、操作简单，发SMS便可控制水泵。 9、体积小（110mm*90mm*35mm），安装方便。 10、电子设备怕水，请勿被雨淋。 本公司还供应上述产品的同类产品：水泵水塔联动控制系统,水泵远程控制器,水泵远程遥控器
毕业论文题目：水塔水位PLC控制程序 姓名：谢晓良 学号：27 专业：数控维修 指导老师：缪国平 江苏信息职业技术学院日期：2010年10月1号
目录 摘要 (3) 前言 ............................ 错误！未定义书签。可编程控制器的产生 (3) PLC的发展 (5) PLC的基本结构 (6) PLC特点 (11) PLC的工作原理 (12) 梯形图程序设计及工作过程分析 (14) 水塔水位系统PLC硬件设计 (17) 要求独立完成水塔水位控制PLC系统设计与调试。 (17) 水塔水位系统控制电路 (18) 输入/输出分配 (19) 列出水塔水位控制系统PLC的输入/输出接口分配表 (19) 水塔水位系统的输入/输出设备 (20) 水塔水位控制系统PLC软件设计 (21) 工作过程 (21) 程序流程图 (22) 梯形图 (23) 水塔水位控制系统梯形图的对应指令表 (24) 结束语.......................... 错误！未定义书签。参考文献 . (26)
水塔水位控制PLC系统设计 摘要 在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置。 关键词：水位控制、三菱PLC fx2n 前言 可编程控制器的产生 可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、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，大大加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，对提高我国工业自动化生产及生产效率都有十分重要的意义。
西安祥天和电子科技有限公司详情咨询官网https://www.doczj.com/doc/824236111.html, 液位传感器水泵控制箱报警器 液位自动控制仪表，液位控制器，无线传输收发器等 水塔水位控制器 水塔水位控制器或称水塔水位控制仪，一般说来，控制器功能简单，仪表功能多一些。无论叫控制器还是仪表，有2个基本功能都必须具备：一是可以接入相应的液位传感器，传感器安装在水塔水箱内；二是可以根据自动控制系统的要求输出便于使用的控制开关或信号，控制 信号接入电气控制柜。如下图： 液位传感器种类较多，一般有电极式、GKY/GSK/UQK 等，GKY 仪表都可以接入。这些传感器各有特点，大家可以根据需要来选择。比如，电极式容易分解，但价格便宜；干簧管浮子容易被卡住，光电式玻璃面不能脏等等，这些传感器不能用于污水。GKY 液位传感器可以用于污水和清水，适应范围广。 控制系统也有多种需求，有单台泵、双台泵或多台泵等。如双台泵交替使用的仪表可以均衡负载，避免一台泵长期不启动而锈死的现象。还有的需要网络接口，如R485通讯接口。所以液位显示控制器型号较多，功能也不同。 下面，以接入GKY 传感器为例，介绍一些常用的GKY 水塔水位控制仪功能和型号，方便大家选择。控制器和报警器是仪表功能的简化，具有简单的报警控制功能。具体见下表： 常用液位控制仪表和控制器简表 产品名称 产品型号配备的传感器数量和型号功能简介 GKY 系列仪表 GKY 2个GKY 液位传感器 液位显示/供水排水选择/手动自动转换/水泵故障报警 GKY-4T 4个GKY 液位传感器 双保险/超高超低水位报警/液位显示/供水排水选择/手动自动转换/水泵故障报警
双台泵专用仪表GKY2-4T4个GKY液位传感器双台泵交替使用/紧急情况双台泵同 时启动/超高或超低水位报警/液位显 示/供水排水选择/水泵故障报警/报 警端口输出 GKYU-3T-P3个GKY液位传感器平时一台泵使用/紧急情况双台泵同 时启动/液位显示/仅用于排水 GKYU 系列仪表GKYU-5T5个GKY液位传感器每一个传感器对应一个继电器输 出，输出触点为无源触点，客户可根 据自己的需求灵活使用。GKYU-4T4个GKY液位传感器 GKYU-3T3个GKY液位传感器 配备通信接口仪表GKT-4TR4个GKY液位传感器在普通GKY液位控制系列仪表的基 础上配备RS485通讯接口，支持 MODBUS-RTU通信协议，也支持 ASCII码传输。可以方便的组建物联 网，达到远程监控的目的。GKY-2TR2个GKY液位传感器 通用液位控制器和报警器GKY-BJ11个GKY液位传感器水满或缺水报警/控制开关 GKY-BJ22个GKY液位传感器上限水满下限缺水报警/控制开关UGKY2个GKY液位传感器将液位信号转换为控制开关输出QGKY1个GKY液位传感器水泵缺水保护器，将一个传感器固定 在悬挂水泵的绳索上，当无水时禁止 水泵启动。 无线传输液位控制收发器GKYDX4个GKY液位传感器通过短息方式传输液位信号GKYGPRS4个GKY液位传感器通过流量卡传输液位信号GKYWX4个GKY液位传感器通过无线天线传输液位信号GKYDXF-BJ1个GKY液位传感器遇紧急情况向管理员发短信打电话 传统液位计仪表和控制器GKY（GH）接入干簧管液位显示/供水排水选择/手动自动转 换/水泵故障报警 GKY（GDB）接入光电探头传统玻璃管液位计上加装光电监控GKY（DJ）接入电极探头控制器配传统电极式传感器