【正文】 設計題目： 太陽能熱水器自動上水控制系統(tǒng)設計 系 別 ： 信息系 專 業(yè) ： 電子信息工程 姓 名 ： 指導教師 ： 完成時間 前 言 畢業(yè)設計是大學的最后一個重要環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)計劃的重要組成部分。通過畢業(yè)設計既可以鞏固我們在學校學過的理論知識，培養(yǎng)了我們運用所學知識分析和解決實際問題的綜合能力，希望通過最終的畢業(yè)設計，能更加鞏固、擴大和強化自己所能學到的理論知識和技能，提高自己畢業(yè)設計編寫技術說明書的能力，學會正確使用技術資料，標準手冊和工具書。并在設計中進一步提高自己理論聯(lián)系實際、嚴肅、認真的工作作風，為即將走上工作崗位所從事的技術工作打下一個良好的基礎。通過自己在圖書館查閱各方面的資料我選擇了用單片機設計太陽能自動加水控制裝置，也得到了指導老師的認可，于是在明確了設計目的的基礎上我認真研究耐心分析，在老師的幫助之下完成了這份設計，尚有很多不足之處希望老師們批評指正，從而能得到不斷的進步。 目 錄 目錄 .................................................... 3 摘要 .................................................... 5 第一章 選題背景 ....................................... 6 課題的設計背景 ................................. 6 設計的內(nèi)容和要求 ............................... 6 內(nèi)容 ........................................ 6 要求 ......................................... 7 課題設計的意義 ................................. 8 第二章 設計方案比較 PLC 的應用特點 ??????????????????? 9 單片機的應用特點 ?????????????????? .9 單片機與 PLC 的比較 ?????????????????.10 第 三 章 設計所用材料及其工作原理 ................... 8 傳感器的介紹及應用 ........................... 10 傳感器的應用 ............................... 10 傳感器的選用 ............................... 11 單片機的介紹 ................................. 11 單片機的選用 ................................ 12 電磁閥的分類 .................................. 13 電磁閥的選用 ............................... 14 特點 ....................................... 15 第 四 章 主電路的設計與工作原理 ........................... 15 課題主電路設計 .................................. 15 引言 ............................................. 15 輸入 ....................................... 16 控制 ....................................... 16 輸出 ....................................... 17 結(jié)構框圖 .................................... 17 工作原理 ...................................... 18 電磁閥上水工作原理 .......................... 18 結(jié)語 ......................................... 22 第 五 章 本課題改進及擴展 ................................ 22 結(jié) 論 ................................................ 23 參考文獻 ............................................... 23 致謝 ................................................... 24 摘 要 現(xiàn)在社會，伴隨著消費和人們對生活品質(zhì)要求的提高，太陽能熱水器已經(jīng)成為家用必備產(chǎn)品。本課題針對太陽能熱水器中水箱水位進行檢測，在設定值范圍內(nèi)進行水位調(diào)節(jié)，本系統(tǒng)，控制可靠、穩(wěn)定、并能適當?shù)臄U展。滿足不同用戶對控制目標的要求。 水位控制系統(tǒng)在各個領域上都有廣泛應用，雖然其結(jié)構簡單但由于控制過程具有多變量，大滯后，時變性等特點，且在 控制過程中系統(tǒng)會受到各種不確定因素的影響，難于建立精確的數(shù)學模型。雖然自適應、自校正控制理論可以對缺乏數(shù)學模型的被控對象進行識別，但這種遞推法復雜，實時性差。 傳感技術的反映準確、使用優(yōu)點和數(shù)字邏輯電路的優(yōu)點結(jié)合起來，基本上解決了家庭用品、環(huán)保用品在方便性、可靠性、靈活性、準確性、美觀、價格、通用性、性價比方面存在的難題，并使不熟悉電器的人也能夠方便的使用，因此，這項技術很快就迅速發(fā)展了起來。而而太陽能自動加水裝置就是根據(jù)這項技術來設計的。 電磁閥 就是用電磁力開啟或關閉的閥門。用在氣路或液路上。結(jié)構和種類非 常多，但是動作原理都基本一樣。 此裝置完成了自動控制的過程 控制電路輸入一個電信號，電磁閥內(nèi)就相應產(chǎn)生一個磁信號，這個磁信號驅(qū)動電磁鐵產(chǎn)生一個動作，閥門的開閉就產(chǎn)生一個對應。 關鍵字 ： 電路 程序 自動 水位控制 第一章選題背景 課題的設計背景 傳感器技術、數(shù)字電子技術與自動控制技術在生產(chǎn)過程、科學研究、現(xiàn)實生活應用、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)保事業(yè)及其他各個領域的應用十分廣泛。傳感器技術、控制邏輯電路的設計及門電路芯片的選擇是感應自動控制設計的重要環(huán)節(jié)，系統(tǒng)設計應滿足環(huán)保、實用及課題要求的總體技術 方案。這種專用感應控制裝置的設計可以提升專業(yè)知識的運用能力，促進科技向生活的轉(zhuǎn)化及環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，對提高生活質(zhì)量有重要作用。數(shù)字邏輯電路控制器使近十幾年來發(fā)展起來的一種新型控制電路，具有功能齊全、控制簡單、抗干擾能力強，價格便宜、重量輕、耗電省等優(yōu)點。 隨著太陽能熱水器的推廣普及，在沒有自來水的地方，如何使用水泵自動啟停抽水并保證連續(xù)供水是一個現(xiàn)實的問題。由于太陽能熱水器的注水箱大多安裝在房頂上，是否缺水不易觀察，如果使用自動水位控制裝置來控制水泵的工作，就能夠很好的解決這個問題，給廣大的用戶帶來方便。 設計的內(nèi)容和要求 內(nèi)容 利用電導式傳感器的三個電極設計一個太陽能熱水器的水位報警器。 當水位處在高水位與底水位之間時，高水位與底水位的指示燈都處在熄滅的狀態(tài)。 當水位低于低水位時， 電源 導通，低水位指示燈點亮，微分電路將產(chǎn)生脈沖，觸發(fā)音樂集成電路工作。隨之揚聲器發(fā)出報警聲，告知主人水箱的水已經(jīng) 空，單片機系統(tǒng)自動控制流向電磁閥往 水箱注水。 當水位高于高水位時，高水位指示燈導通微分電路將產(chǎn)生脈沖，觸發(fā)音樂集成電路，隨之揚聲器報警，告知主人水箱的水已經(jīng)注滿 ，單片機系統(tǒng)自動控制控 制閥斷電，停止往 水箱 注水 。 根據(jù)以上的要求，該水位傳感器報警器系統(tǒng)電路大致設計為下圖 11 ： 圖 11 水位傳感器控制原理圖 要求 當水位報警器接通電源時，主電路有相應的電源指示燈點亮，指示電源正常。 當太陽能熱水器水箱缺水，電路能發(fā)出光報警， 單片機系統(tǒng)控制電磁閥 向水箱中送水。 當水箱中的水上升到需要的高度時，電路發(fā)出光報警， 單片機系統(tǒng)控制電磁閥斷電， 停止向水箱中送水。 圖 12 電磁閥 控制原理圖 注： 1 為水箱 2 為套管 3 為滑竿 4 為浮球 5 為接觸開關 6 為 電磁閥 7 為通水孔 8 為連接支架 單片機用于提升機監(jiān)控系統(tǒng)中 ,通過對提升機的運行速度、加速度和控制線路中的繼電器等元器件進行在線檢測 ,以確保提升系統(tǒng)的安全 ,還可以根據(jù)負荷的變化 ,自動控制電阻的切除 ,從而使啟動平衡 ,減少對機械系統(tǒng)的沖擊 。從而延長 太陽能 的使用壽命 。 鑒于以上種種，本課題主要研究如何對水位如何進行有效監(jiān)控的方法，以期能夠?qū)鉀Q一些生活中水位監(jiān)測提供一種思路。 在現(xiàn)實中人每天進行上下水要花費大量時間，還有可能忘記，而隨著社會的進步，時間的經(jīng)濟化，加水時有會忘記， 自動上水每天 定時（一般是早晨，根據(jù)水壓情況用戶可自行設定）給太陽能上水，清晨還可以洗熱水澡。 而 隨著人們生活水平的不斷提高，節(jié)能省時意識的日益加強，本人經(jīng)多次實踐和論證，積極開發(fā)研制出了太陽能熱水器全自動定時上水控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)能解除人們忘了上水沒有熱水用，上水后忘了關水流水不止的煩惱。 能 實現(xiàn)了節(jié)約用水，防止真空管暴裂的目的 。 太陽能熱水器的自動送水裝置是目前現(xiàn)實生活中較為實用的生活環(huán)保用品，已得到廣泛關注。在提高生活質(zhì)量和環(huán)保事業(yè)中充分發(fā)揮了它的作用?；跀?shù)字控制電路更能顯示出它的優(yōu)越性與人性化。隨著技術的不斷進步， 有理由相信未來的單片機技術與數(shù)字技術使用會更加普及發(fā)展會更加迅速。 第二章 :設計方案比較 PLC的 應用特點 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC 及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計