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液位测控系统研究

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本科生毕业论文（设计）

题 目:

液位测控系统研究

*

*: ***

学 院: 电气与电子工程学院

专 业: 电子信息工程

班 级: 电信121

学 号: **********

指导教师: 高海涛 职称: 讲师

2016 年 4月 20 日

安徽科技学院教务处制

目录

摘要 ..................................................................................................................................................... - 1 -

第一章 绪论 ...................................................................................................................................... - 3 -

1.1概述 ........................................................................................................................................ - 3 -

1.2液位控制研究现状 ................................................................................................................ - 3 -

第二章 设计方案 .............................................................................................................................. - 5 -

2.1方案举例 ................................................................................................................................ - 5 -

2.2方案比较 ................................................................................................................................ - 7 -

2.3方案确定 ................................................................................................................................ - 7 -

第三章 硬件设计 .............................................................................................................................. - 9 -

3.1控制系统 ................................................................................................................................ - 9 -

3.1.1 AT89C51单片机 ........................................................................................................ - 9 -

3.1.2 AT89C51的信号引脚及其功能............................................................................... - 10 -

3.2感应系统 .............................................................................................................................. - 12 -

3.3指示系统 .............................................................................................................................. - 13 -

3.4液位控制系统 ...................................................................................................................... - 14 -

3.5电机与报警系统 .................................................................................................................. - 15 -

第四章 软件设计 ............................................................................................................................ - 17 -

4.1系统软件 .............................................................................................................................. - 17 -

4.1.1系统软件编译开发环境 ........................................................................................... - 17 -

4.1.2系统主程序流程图 ................................................................................................... - 18 -

4.2延时子程序 .......................................................................................................................... - 18 -

4.3感应系统程序 ...................................................................................................................... - 19 -

4.4指示系统程序 ...................................................................................................................... - 19 -

4.5电机和报警系统程序 .......................................................................................................... - 20 -

第五章 系统测试 ............................................................................................................................ - 21 -

5.1仿真测试过程 ...................................................................................................................... - 21 -

5.2仿真结果 .............................................................................................................................. - 25 -

总结 ................................................................................................................................................... - 26 -

致谢 ................................................................................................................................................... - 27 -

参考文献............................................................................................................................................ - 28 -

附录1 系统仿真电路 ..................................................................................................................... - 29 -

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基于labview的液面控制系统设计

基于labview的液面控制系统设计

基于labview的液面控制系统设计

【摘 要】 labview软件使用流程图编程，具有开放性，模块化，可重复性、互换性等特点，并且与外部硬件连接方便，可以实现实时控制，进行硬件在环仿真实验。

【关键词】虚拟仪器；labview；硬件在环；时滞；预测控制；动态矩阵

labview是一种程序开发环境，与其他计算机语言的显著区别是，labview软件使用流程图编程，具有开放性，模块化，可重复性、互换性等特点，并且与外部硬件连接方便，可以实现实时控制，进行硬件在环仿真实验。

一、液位控制系统建立

整个液位控制系统由控制器、电动调节阀、上水箱、中水箱、下水箱和液位变送器模块等组成。控制器的输出量用于控制电动调节阀的开度。

1.液位控制系统的控制目标

水箱的液位变化范围为h=0～200mm，要求通过设计合适的控制器，能使下水箱的液位稳、准、快的稳定在给定的液位上，稳态液位误差不超过5mm。当水箱发生扰动（正扰动或者负扰动）时，被控量能迅速恢复到系统原来所要求的液位值。

2.液位被控对象模型

该系统是由三个单容水箱组成，其中每一个水箱对象为一个一阶惯性环节，且具有自平衡性。我们的目的是控制下水箱的液位，

被控系统是由三个水箱的串联则组成。给调节阀一个阶跃输入信号，测量系统的阶跃响应曲线。

可见τ/t接近0.3系统存在时滞现象，所以该系统是一个具有时滞的液位控制系统。由于系统就有时滞特性，并且模型是可变的，存在干扰，为了达到良好的控制效果，普通的pid控制算法是满足不了要求的。鉴于预测控制的特点，我们选用预测控制算法进行液位控制。

二、液位测控系统的硬件组成

控制算法的实现是以实际控制系统的建立为基础。因此在设计控制算法程序之前，应该根据实际控制系统的需要以及性能价格比选择合适的控制硬件组成实际的控制系统，并分析被控对象的动态特性，达到一定的控制目的。

封闭式液位控制系统的PLC分段PID控制方法

封闭式液位控制系统的PLC分段PID控制方法

测控技　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－９４９２．２０１２．０２．００９　封闭式液位控制系统的ＰＬＣ分段Ｐｌ　Ｄ控制方法　

申辉阳　，申栋梁　１．广东机电职业技术学院电气工程学院，广东广州　５１０５１５；２．邵阳纺织机械有限责任公司，湖南邵阳４２２０００　

摘要：提出了利用ＰＬｃ进行封闭式液位控制系统的分段ＰＩＤ控制方法，针对封闭式液位控制系统只要超调就无法回到给定高度　的特殊性，为保证系统不超调、调节时间短，采用分段ＰＩＤ控制，根据实际值与给定值的偏差大小，在不同的范围内采用不用萋　的ＰＩＤ参数，可以提高系统的动态和稳态性能。　关键词：液位控制；可编程控制器；ＰＩＤ控制；控制方法　中图分类号：ｒｒＰ２７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９４９２（２０１２）０２—００３１—０３　

Ａ　ＰＬＣ　Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ＰＩＤ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｅｎｃｌｏｓｅｄ　Ｌｅｖｅｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＳＨＥＮ　Ｈｕｉ—ｙａｎｇ　，ＳＨＥＮ　Ｄｏｎｇ—ｌｉａｎｇ　（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０５１５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｏｙａｎｇＴｅｘｔｉｌｅＭａｃｈｉｎｅｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｏｙａｎｇ４２２０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ＰＬＣ　ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｅｎｃｌｏｓｅｄ　ｌｅｖｅｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｔｙ　ｏｆ　ｅｎｃｌｏｓｅｄ　ｌｅｖｅｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ’ｔ　ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｌｅｖｅｌ　ＳＯ　ｌｏｎｇ　ａｓ　ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ａｎｙ　ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｎｏ　ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ　ａｎｄ　ｓｈｏｒｔ　ａｄｊｕｓｔｉｎｇ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅ　ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｆｅａｓｉｂｌｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｇａｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｖａｌｕｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇｉｖｅｎ　ｖａｌｕｅ，ｔｈｅ　ＰＩＤ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒａｎｇｅｓ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｓｔｅａｄｙ　ｓｔａｔｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｅｖｅｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ＰＬＣ；ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　

液位过程控制课程设计

液位过程控制课程设计

1

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

1

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

直流电极式液位测量及无线传输系统

直流电极式液位测量及无线传输系统

２０１２年　第４期　仪表技术与传感器　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｎｄ　Ｓｅｎｓｏｒ　２０１２　Ｎｏ．４　

直流电极式液位测量及无线传输系统　

房泽平，常静，郭瑞玲　

（中原工学院电子信息学院，河南郑州４５０００７）　

摘要：针对有线液位测量技术中电磁干扰和布线不便等局限性，提出了一种无线液位测量装置的方案。该方案主要　

由直流电极液位传感器、单片机和无线收发模块组成。ＭＳＰ４３０系列单片机是主控芯片。采用ｎＲＦ９０５无线收发芯片组成　

无线传输系统。试验结果表明：该装置实现了液位点式测量和无线传输，可满足工业现场的要求。　

关键词：液位测量；直流电极；无线；ｎＲＦ９０５；ＭＳＰ４３０　中图分类号：ＴＰ２１２．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—１８４１（２０１２）０４—００５５—０２　

Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　

ＦＡＮＧ　Ｚｅ—ｐｉｎｇ，ＣＨＡＮＧ　Ｊｉｎｇ，ＧＵＯ　Ｒｕｉ—ｌｉｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｚｈｏｎｇｙｕａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｔｈｅ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｗｉｒｉｎｇ　ｉｎｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｉｒｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｖｅｌ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｔｅｃｈ—　

ｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｖｅｌ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｉｓ　ｐｒｏｉｅｃｔ　ｗａｓ　ｃｈｉｅｆｌｙ　ｃｏｍ—　ｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｒｅｃｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｖｅｌ　ｓｅｎｓｏｒ，ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ａｎｄ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ　ｍｏｄｕｌｅ．ＭＳＰ４３０　ＭＣＵ　ｗａｓ　ｔｈｅ