水位自动控制

四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)

I 目 录

摘 要 ............................................................................................................... 1

第1章 引 言 ............................................................................................... 2

第2章 单片机水箱水位控制器的原理 ....................................................... 3

2.1 单片机概述 ........................................................................................... 3

2.2 水箱给水设备原理 ............................................................................... 3

2.3 80C51单片机控制系统原理 ................................................................ 4

2.3.1 80C51单片机控制部分结构说明 ............................................... 4

2.3.2 单片机水箱控制系统工作原理 ................................................... 5

第3章 单片机水箱水位控制器硬件设计 ................................................... 6

基于PLC的⽔塔⽔位⾃动控制系统

电⽓⼯程学院

设计题⽬：⽔塔⽔位PLC⾃动控制系统

系别：

年级专业：

学号：

学⽣姓名：

指导教师：

电⽓⼯程学院《课程设计》任务书课程名称：电⽓控制与PLC课程设计基层教学单位：电⽓⼯程及⾃动化系指导教师：

摘要

⽬前，⼤量的⾼位⽣活⽤⽔和⼯作⽤⽔逐渐增多。因此，不少单位⾃建⽔塔储⽔来解决⾼层楼房的⽤⽔问题。最初，⼤多⽤⼈

⼯进⾏控制，由于⼈⼯⽆法每时每刻对⽔位进⾏准确的定位监测，很难准确控制⽔泵的起停。要么⽔泵关停过早，造成⽔塔缺

⽔；要么关停过晚，造成⽔塔溢出，浪费⽔资源，给⽤户造成不便。利⽤⼈⼯控制⽔位会造成供⽔时有时⽆的不稳定供⽔情

况。后来，使⽤⽔位控制装置使供⽔状况有了改变，但常使⽤浮标或机械⽔位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，

给维修带来很⼤的⿇烦。因此为更好的保证供⽔的稳定性和可靠性，传统的供⽔控制⽅法已难以满⾜现在的要求。

本⽂采⽤的是三菱FXZN型PLC可编程控制器作为⽔塔⽔位⾃动控制系统核⼼，对⽔塔⽔位⾃动控制系统的功能性进⾏了需求

分析。主要实现⽅法是通过传感器检测⽔塔的实际⽔位，将⽔位具体信息传⾄PLC 构成的控制模块，来控制⽔泵电机的动

作，同时显⽰⽔位具体信息，若⽔位低于或⾼于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对⽔塔⽔位的⾃动。关键词：⽔位⾃动控制、三菱FX2N、⽔泵、传感器

⽬录

摘要 ............................................................................................................................................................................ I ⽬录........................................................................................................................................................................... I I 第⼀章绪论 .. (1)

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

DF-96D DF-96A B C

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LEDI上，将LEDI点亮，表示电源正常。该电压除了为ICI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。

锅炉水位的自动控制

摘 要:本文介绍了锅炉汽包水位的动态特性,单冲量、双冲量、三冲量控制方案的特点及工程中需注意的问

题,着重介绍了汽包三冲量控制方案。

关键词:汽包水位;动态特性;控制方案;单冲量;双冲量;三冲量

引言

汽包水位是锅炉运行的主要指标,是一个非常重要的被控变量,维持水位在一定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件,这是因为: (1) 水位过高会影响汽包内汽水分离,饱和水蒸汽带水过多,同时过热蒸汽温度急剧下降。该过热蒸汽作为汽轮机动力的话,将会

损坏汽轮机叶片,影响运行的安全性与经济性。(2) 水位过低,说明汽包内的水量较少,而当负荷很大时,水的汽化速度加快,则汽包内的水位变化速度亦随之加快,如不及时调节,就会使汽包内的水全部汽化,导致炉管烧坏,甚至引起爆炸。因此,锅炉汽包水位必须严加控制。

1 汽包水位的动态特性

锅炉汽水系统结构如图1 所示。汽包水位不仅受汽包(包括循环水管) 中储水量的影响,亦受水位下汽泡容积的影响。而水位下汽泡容积与蒸汽负荷蒸汽压力炉膛热负荷等有关。因此,影响水位变化的因素很多,其中主要的因素是锅炉蒸发量(蒸汽流量S) 和给水流量W。

1. 1 汽包水位在给水流量作用下的动态特性,见图2 :

图1 锅炉的汽水系统

图2 给水流量作用下水位阶跃响应曲线

上图所示是给水流量W 作用下,水位L 的阶跃响应曲线。如果把汽包的给水看作单容量无自衡过程,水位阶跃响应曲线如上图L1 曲线。但由于给水温度比汽包内饱和水的温度低,所以给水流量W增加后,从原有饱和水中吸收部分热量,这使得水位下汽泡容积有所减少。当水位下汽泡容积的变化过程逐渐平衡时,水位就由于汽包中储水量的增加而逐渐上升,最后当水位下汽泡容积不再变化时,水位变化就完全反映了由于储水量的增加而逐渐上升。因此,实际水位曲线如图中L 线。即当给水量作阶跃变化后,汽包水位一开始不立即增加,而要呈现出一段起始惯性段。给水温度越低,时滞τ亦越大。