液位控制系统设计(DOC)
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《计算机控制技术》课程作业
单片机水槽液位控制系统设计报告题目名称
机电与质量技术工程学院
学院
专业
班级
学号
姓名
2017年 5 月 25 日
单片机水槽液位控制系统设计报告
一:选题的实际意义
现在的工业生产最大的一个特点就是自动化,已经是取代了之前的人工化的,在这样的一个过程当中有很多的特点,也就是说我们要实现这样的一点的话,那就需要很多的高科技的仪器来满足了,这点是非常的值得肯定的,因为多数的时候,我们要是能够真正的将我们的工业化的生产做好的话,那是非常的困难的,在某种程度上面可以说,比起其他的一些工业生产来,是比较的困难的多的。所以的话,有许多的精密的仪器需要运用到,比如说,液位控制器是我们常见的一种。而在液位控制器的话,有一个非常的多的特点,就是他的使用范围上面是非常的广泛的,几乎是覆盖了各行各业里面的,所以的话,在现在的话,有很多的行业都有这样的一个特点,就是说要实现自动化的过程,那么这样的一个仪器,那是要用到的了。此次我们本次要设计的就是基于单片机的水槽液位控制系统。
二:该计算机控制系统的目的
根据水槽液位的高低变化来控制水泵的启停,从而达到对水槽液位的控制目的。在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。同时,通过水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面,操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数,这样能有效地减少工人的疲劳和失误,提高生产过程的实时性、安全性。
三:计算机控制系统达到的效果
自动控制水槽水位高度。当水槽液位下降至B点或B点以下时水泵被启动;水槽液上升,当液位到达C点时,水泵停止运行;当液位处于B点与C点之间时,水泵就会维持之前的状态(启动或运行)。以实现控制水位高度。
四:设计思路
水位检测及控制采用如附件一所示电路,虚线表示水位变化。在正常范围以内,水位应维持在虚线A和C,其中A处于下限水位,C 处于上线水位,B位于AC之间。A接+5V电源,B、C各通过一个电阻与地相连,同时与单片机的P1.0和P1.1口相连。
1.供水时,水位上升,当达到上线水位C时,由于水的导电作用B、
C与+5V电源导通,同时通过P1.0和P1.1端口向单片机输入高电平1,这时通过程序设计使单片机控制电机和水泵停止工作,不再供水。
2.当水位下降到B以下时,电极B与电极C在水面上悬空,b点、c
点向单片机输入低电平,这时单片机应控制水泵启动,向水槽内供水。
3.当水位位于B点与C点之间时,由于水的导电作用,电极B连到
电极A及+5V是b点呈现高电平,而电极C仍处于悬空状态,则c 点位低电平,这时不论水位处于上升还是下降状态,水泵都应继
续维持原有的工作状态,既可能是运行,也可能是停止。
五:设计过程(建议模块化设计过程)
1.设计的目标与要求
根据水槽液位的高低变化来控制水泵的启停,从而达到对水槽液位的控制目的。工作原理图如下:
当液位上升至高限C以上时,水泵停止运行,液位不再上升;液位降至B以下时,水泵开始启动运行,也为上升;液位维持在BC之间时,水泵维持原来的工作状态,既可以停止,也可以启动。
2.硬件电路设计
根据工艺要求,设计的系统硬件电路如下表:
(1)系统核心部分
采用AT89C51单片机,P1.0和P1.1作为液位采集入口,用P1.2作输出口,P1.3作报警输出口。
(2)液位测量部分
根据液位的4种状态,单片机根据4种状态控制水泵电机的工作,具体见表1。
(3)控制报警部分
根据表1中的液位状态,当液位测量不正常时,会发出故障报警,水槽液位控制系统中的发光二极管发光,或者是蜂鸣器发出声音。3.软件设计
(1)软件设计的原理
通过软件设计将将模拟信号送入A/D转换器,换算出某一时刻水塔水位的实际高度,然后拿它与标定水位进行比较,要求实时检测水箱的液位高度,并与开始预设定值做比较,由单片机控制开关的开断进行液位的调整,最终达到液位的预设定值。检测值若高于上限设定值时,要求水泵停止,断开继电器,控制水泵停止上水;检测值若低于下限设定值,要求水泵启动,开启继电器,控制水泵开始上水;若测量值在设定值之间,则维持原来工作状态;当测量不正常时,故障报警系统启动。
(2)系统主程序设计
void main (void)
{
T0_init_1();
while(1)
{
if(key_play==0) //按下开始按钮
{
temp=1;
TR0 = 1;//启动定时器 1开启 0关闭}
if(key_stop==0) //按下停止按钮
{
temp=0;
TR0 = 0;//启动定时器 1开启 0关闭}
if(key_jian==0) //按下退水按钮
{
while(key_jian != 1); //消抖
TR0 = 0;//启动定时器 1开启 0关闭
if(NEW_shui>0)
{
NEW_shui--;
}
}
smg_show(); //显示水位
if(temp)
{
if(NEW_shui>30)
{
led_A=0;
}
else if(NEW_shui<=30)
{
led_A=1;
}
if(NEW_shui>60)
{
led_B=0;